ジェネリクスとコンパレータを使用しないリストのプログラム例...

ジェネリクスとコンパレータを使用しないリストのプログラム例１．ポインタによる線形リスト

LinkedListNG.java: ポインタによる線形リストのクラス LinkedListNG LinkedListTesterNG.java: LinkedListNG を利用するプログラム例

２．カーソルによる線形リスト

AryLinkedListNG.java: カーソルによる線形リストのクラス AryLinkedListNG AryLinkedListTesterNG.java: AryLinkedListNG を利用するプログラム例

３．循環・重連結リスト

DblLinkedListNG.java: 循環・重連結リストのクラス DblLinkedListNG DblLinkedListTesterNG.java: DblLinkedListNG を利用するプログラム例

=== LinkedListNG.java =====================================================================

// ジェネリクスを使用しない線形リストクラスの例

// List.9-1 (pp.283-294) をジェネリクスおよびコンパレータを使用しない形に修正

// 主な修正点

// (1) LinkedList<E> -> LinkedListNG

// (2) Node の data を Data クラスに固定

// class Data を簡略化して定義(scanData, コンパレータを削除)

// Node<E> -> Node

// E -> Data

// (3) メソッド search をキー毎に分離しコンパレータ不使用に

// search() -> searchNo(), searchName()

public class LinkedListNG {

//--- データ（会員番号＋氏名） ---//

public static class Data {

private Integer no; // 会員番号

private String name; // 氏名

Data(Integer no, String name) { // コンストラクタ

this.no = no;

this.name = name;

}

//--- 文字列表現を返す ---//

public String toString() {

return "(" + no + ") " + name;

}

}

//--- ノード ---//

public class Node {

private Data data; // データ

private Node next; // 後続ポインタ（後続ノードへの参照）

//--- コンストラクタ ---//

Node(Data data, Node next) {

this.data = data;

this.next = next;

}

}

private Node head; // 先頭ノード

private Node crnt; // 着目ノード

//--- コンストラクタ ---//

LinkedListNG() {

head = crnt = null;

}

//--- ノードを番号で探索 ---//

public Data searchNo(Integer key) {

Node ptr = head; // 現在走査中のノード

while (ptr != null) {

if (ptr.data.no == key) { // 探索成功

crnt = ptr;

return ptr.data;

}

ptr = ptr.next; // 後続ノードに着目

}

return null; // 探索失敗

}

//--- ノードを名前で探索 ---//

public Data searchName(String key) {

Node ptr = head; // 現在走査中のノード

while(ptr != null) {

if(ptr.data.name.compareTo(key) == 0) {// 探索成功

crnt = ptr;

return ptr.data;

}


}


}

//--- 先頭にノードを挿入 ---//

public void addFirst(Data obj) {

Node ptr = head; // 挿入前の先頭ノード

head = crnt = new Node(obj, ptr);

}

//--- 末尾にノードを挿入 ---//

public void addLast(Data obj) {

if (head == null) // リストが空であれば

addFirst(obj); // 先頭に挿入

else {

Node ptr = head;

while (ptr.next != null)

ptr = ptr.next;

ptr.next = crnt = new Node(obj, null);

}

}

//--- 先頭ノードを削除 ---//

public void removeFirst() {

if (head != null) // リストが空でなければ

head = crnt = head.next;

}

//--- 末尾ノードを削除 ---//

public void removeLast() {

if (head != null) {

if (head.next == null) // ノードが一つだけであれば

removeFirst(); // 先頭ノードを削除

else {

Node ptr = head; // 走査中のノード

Node pre = head; // 走査中のノードの先行ノード

while (ptr.next != null) {

pre = ptr;

ptr = ptr.next;

}

pre.next = null; // pre は削除後の末尾ノード

crnt = pre;

}

}

}

//--- ノード pを削除 ---//

public void remove(Node p) {

if (head != null) {

if (p == head) // p が先頭ノードであれば


else {

Node ptr = head;

while (ptr.next != p) {

ptr = ptr.next;

if (ptr == null) return; // p はリスト上に存在しない

}

ptr.next = p.next;

crnt = ptr;

}

}

}

//--- 着目ノードを削除 ---//

public void removeCurrentNode() {

remove(crnt);

}

//--- 全ノードを削除 ---//

public void clear() {

while (head != null) // 空になるまで


crnt = null;

}

//--- 着目ノードを一つ後方に進める ---//

public boolean next() {

if (crnt == null || crnt.next == null)

return false; // 進めることはできなかった

crnt = crnt.next;

return true;

}

//--- 着目ノードを表示 ---//

public void printCurrentNode() {

if (crnt == null)

System.out.println("着目ノードはありません。");

else

System.out.println(crnt.data);

}

//--- 全ノードを表示 ---//

public void dump() {

Node ptr = head;

while (ptr != null) {

System.out.println(ptr.data);

ptr = ptr.next;

}

}

}

===========================================================================================

=== LinkedListTesterNG.java ================================================================

// ジェネリクスを使用しない線形リストクラス LinkedListNG の利用例

// LinkedListTester.java (pp.295-297 List9-2)からの変更点

// Data クラスの定義を LinkedListNG に移動

// Data -> LinkedListNG.Data

// 「挿入」を scanData()を用いないように修正

// 「探索」をコンパレータ不使用の形に修正

// メニューにリストの初期化を追加

import java.util.Scanner;

public class LinkedListTesterNG {

static Scanner stdIn = new Scanner(System.in);

//--- メニュー列挙型 ---//

enum Menu {

ADD_FIRST( "先頭にノードを挿入"),

ADD_LAST( "末尾にノードを挿入"),

RMV_FIRST( "先頭ノードを削除"),

RMV_LAST( "末尾ノードを削除"),

RMV_CRNT( "着目ノードを削除"),

CLEAR( "全ノードを削除"),

SEARCH_NO( "番号で探索"),

SEARCH_NAME("氏名で探索"),

NEXT( "着目ノードを進める"),

PRINT_CRNT( "着目ノードを表示"),

DUMP( "全ノードを表示"),

// *** ここに追加項目を挿入

INIT_LIST( "初期化"), // 初期リストを作成

// *** ここまで追加項目

TERMINATE( "終了");

private final String message; // 表示用文字列

static Menu MenuAt(int idx) { // 序数が idx である列挙を返す

for (Menu m : Menu.values())

if (m.ordinal() == idx)

return m;

return null;

}

Menu(String string) { // コンストラクタ

message = string;

}

String getMessage() { // 表示用文字列を返す

return message;

}

}

//--- メニュー選択 ---//

static Menu SelectMenu() {

int key;

do {

for (Menu m : Menu.values()) {

System.out.printf("(%d) %s ", m.ordinal(), m.getMessage());

if ((m.ordinal() % 3) == 2 &&

m.ordinal() != Menu.TERMINATE.ordinal())

System.out.println();

}

System.out.print("：");

key = stdIn.nextInt();

} while (key < Menu.ADD_FIRST.ordinal() ||

key > Menu.TERMINATE.ordinal());

return Menu.MenuAt(key);

}

public static void main(String[] args) {

Menu menu; // メニュー

LinkedListNG.Data data; // 追加用データ参照

LinkedListNG.Data ptr; // 探索用データ参照

Integer no; // 番号(追加・検索用)

String name; // 名前(追加・検索用)

LinkedListNG list = new LinkedListNG(); // リストを生成

do {

switch (menu = SelectMenu()) {

case ADD_FIRST : // 先頭にノードを挿入

System.out.println("先頭に挿入するデータを入力して下さい．");

System.out.print("番号："); no = stdIn.nextInt();

System.out.print("名前："); name = stdIn.next();

data = new LinkedListNG.Data(no, name);

list.addFirst(data);

break;

case ADD_LAST : // 末尾にノードを挿入

System.out.println("末尾に挿入するデータを入力して下さい．");



data = new LinkedListNG.Data(no, name);

list.addLast(data);

break;

case RMV_FIRST : // 先頭ノードを削除

list.removeFirst();

break;

case RMV_LAST : // 末尾ノードを削除

list.removeLast();

break;

case RMV_CRNT : // 着目ノードを削除

list.removeCurrentNode();

break;

case SEARCH_NO : // 会員番号で探索

System.out.println("探索するデータを入力して下さい．");


ptr = list.searchNo(no);

if (ptr == null)

System.out.println("その番号のデータはありません。");

else

System.out.println("探索成功：" + ptr);

break;

case SEARCH_NAME : // 氏名で探索



ptr = list.searchName(name);

if (ptr == null)

System.out.println("その名前のデータはありません。");

else


break;

case NEXT : // 着目ノードを後方に進める

list.next();

break;

case PRINT_CRNT : // 着目ノードのデータを表示

list.printCurrentNode();

break;

case DUMP : // 全ノードをリスト順に表示

list.dump();

break;

case CLEAR : // 全ノードを削除

list.clear();

break;

case INIT_LIST: // リストを初期化

list.clear();

data = new LinkedListNG.Data(1, "武田信玄"); list.addLast(data);

data = new LinkedListNG.Data(2, "上杉謙信"); list.addLast(data);

data = new LinkedListNG.Data(3, "織田信長"); list.addLast(data);

data = new LinkedListNG.Data(4, "豊臣秀吉"); list.addLast(data);

data = new LinkedListNG.Data(5, "徳川家康"); list.addLast(data);

break;

}

} while (menu != Menu.TERMINATE);

}

}

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=== AryLinkedListNG.java ===================================================================

// ジェネリクスを使用しない線形リストクラス（配列カーソル版）の例

// List.9-3 (pp.301-304)をジェネリクスおよびコンパレータを使用しない形に修正

// 主な修正点

// (1) AryLinkedList<E> -> AryLinkedListNG



// Node<E> -> Node

// E -> Data



// (4) deleteIndex(), removeFirst() の BUG FIX

//

public class AryLinkedListNG {

//--- データ（会員番号＋氏名） ---//





this.no = no;

this.name = name;

}




}

}

//--- ノード ---//

class Node {


private int next; // リストの後続ポインタ

private int dnext; // フリーリストの後続ポインタ

//--- data と next を設定 ---//

void set(Data data, int next) {

this.data = data;

this.next = next;

}

}

private Node[] n; // リスト本体

private int size; // リストの容量（最大データ数）

private int max; // 利用中の末尾レコード

private int head; // 先頭ノード

private int crnt; // 着目ノード

private int deleted; // フリーリストの先頭ノード

private static final int NULL = -1; // 後続ノードはない／リストは満杯

//--- コンストラクタ ---//

public AryLinkedListNG(int capacity) {

head = crnt = max = deleted = NULL;

try {

n = new Node[capacity];

for (int i = 0; i < capacity; i++)

n[i] = new Node();

size = capacity;

}

catch (OutOfMemoryError e) { // 配列の生成に失敗

size = 0;

}

}

//--- 次に挿入するレコードのインデックスを求める ---//

private int getInsertIndex() {

if (deleted == NULL) { // 削除レコードは存在しない

if (max < size)

return ++max; // 新しいレコードを利用

else

return NULL; // 容量オーバ

} else {

int rec = deleted; // フリーリストから

deleted = n[rec].dnext; // 先頭 rec を取り出す

return rec;

}

}

//--- レコード idx をフリーリストに登録 ---//

private void deleteIndex(int idx) {

if (deleted == NULL) { // 削除レコードは存在しない

deleted = idx; // idx をフリーリストの

n[idx].dnext = NULL; // 先頭に登録

} else {

int rec = deleted; // idx をフリーリストの

deleted = idx; // 先頭に挿入

n[idx].dnext = rec; // BUG FIX

}

}



int ptr = head; // 現在走査中のノード

while (ptr != NULL) {

if (n[ptr].data.no == key) { // 探索成功

crnt = ptr;

return n[ptr].data;

}

ptr = n[ptr].next; // 後続ノードに着目

}


}



int ptr = head; // 現在走査中のノード

while(ptr != NULL) {

if(n[ptr].data.name.compareTo(key) == 0) {// 探索成功

crnt = ptr;

return n[ptr].data;

}

ptr = n[ptr].next; // 後続ノードに着目

}


}



int ptr = head; // 挿入前の先頭ノード

int rec = getInsertIndex();

if (rec != NULL) {

head = crnt = rec; // 第 rec レコードに挿入

n[head].set(obj, ptr);

}

}



if (head == NULL) // リストが空であれば

addFirst(obj); // 先頭に挿入

else {

int ptr = head;

while (n[ptr].next != NULL)

ptr = n[ptr].next;

int rec = getInsertIndex();

if (rec != NULL) { // 第 rec レコードに挿入

n[ptr].next = crnt = rec;

n[rec].set(obj, NULL);

}

}

}



if (head != NULL) { // リストが空でなければ

int ptr = n[head].next;

deleteIndex(head); // BUG FIX

head = crnt = ptr;

}

}



if (head != NULL) {

if (n[head].next == NULL) // ノードが一つだけであれば


else {

int ptr = head; // 走査中のノード

int pre = head; // 走査中のノードの先行ノード

while (n[ptr].next != NULL) {

pre = ptr;

ptr = n[ptr].next;

}

n[pre].next = NULL; // pre は削除後の末尾ノード

deleteIndex(ptr); // BUG FIX

crnt = pre;

}

}

}

//--- レコード pを削除 ---//

public void remove(int p) {

if (head != NULL) {

if (p == head) // p が先頭ノードであれば


else {

int ptr = head;

while (n[ptr].next != p) {

ptr = n[ptr].next;

if (ptr == NULL) return; // p はリスト上に存在しない

}

n[ptr].next = n[p].next; // BUG FIX

deleteIndex(p); // BUG FIX

// n[ptr].next = n[p].next; // BUG FIX

crnt = ptr;

}

}

}



remove(crnt);

}

//--- 全ノードを削除 ---//


while (head != NULL) // 空になるまで


crnt = NULL;

}



if (crnt == NULL || n[crnt].next == NULL)


crnt = n[crnt].next;

return true;

}



if (crnt == NULL)


else

System.out.println(n[crnt].data);

}

//--- 全ノードを表示 ---//


int ptr = head;

while (ptr != NULL) {

System.out.println(n[ptr].data);

ptr = n[ptr].next;

}

}

}

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=== AryLinkedListTesterNG.java =============================================================

// ジェネリクスを使用しない線形リストクラス AryLinkedListNG の利用例

// LinkedListTesterNG.java からの変更点

// LinkedListTesterNG を AryLinkedListTesterNG に変更

// LinkedListNG を AryLinkedListNG に変更


public class AryLinkedListTesterNG {


//--- メニュー列挙型 ---//

enum Menu {









NEXT( "着目ノードを進める"),











return m;

return null;

}


message = string;

}


return message;

}

}

//--- メニュー選択 ---//


int key;

do {



if ((m.ordinal() % 3) == 2 &&



}






}



AryLinkedListNG.Data data; // 追加用データ参照

AryLinkedListNG.Data ptr; // 探索用データ参照



AryLinkedListNG list = new AryLinkedListNG(100); // リストを生成

do {






data = new AryLinkedListNG.Data(no, name);


break;





data = new AryLinkedListNG.Data(no, name);

list.addLast(data);

break;


list.removeFirst();

break;


list.removeLast();

break;



break;





if (ptr == null)


else


break;





if (ptr == null)


else


break;


list.next();

break;



break;


list.dump();

break;


list.clear();

break;


list.clear();

data = new AryLinkedListNG.Data(1, "武田信玄"); list.addLast(data);

data = new AryLinkedListNG.Data(2, "上杉謙信"); list.addLast(data);

data = new AryLinkedListNG.Data(3, "織田信長"); list.addLast(data);

data = new AryLinkedListNG.Data(4, "豊臣秀吉"); list.addLast(data);

data = new AryLinkedListNG.Data(5, "徳川家康"); list.addLast(data);

break;

}


}

}

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=== DblLinkedListNG.java ===================================================================

// ジェネリクスを用いない循環・重連結リストクラスの例

// List.9-5 (pp.312-321)をジェネリクスおよびコンパレータを使用しない形に修正

// 主な修正点

// (1) DblLinkedList<E> -> DblLinkedListNG



// Node<E> -> Node

// E -> Data



// (4) remove()のバグを FIX

//

import java.util.Comparator;

public class DblLinkedListNG {

//--- データ（会員番号＋氏名） ---//





this.no = no;

this.name = name;

}




}

}

//--- ノード ---//

class Node {


private Node prev; // 先行ポインタ（先行ノードへの参照）

private Node next; // 後続ポインタ（後続ノードへの参照）

//--- コンストラクタ ---//

Node() {

data = null;

prev = next = this;

}

//--- コンストラクタ ---//

Node(Data obj, Node prev, Node next) {

data = obj;

this.prev = prev;

this.next = next;

}

}

private Node head; // 先頭ノード（ダミーノード）

private Node crnt; // 着目ノード

//--- コンストラクタ ---//

public DblLinkedListNG() {

head = crnt = new Node(); // ダミーノードを生成

}

//--- リストは空か ---//

public boolean isEmpty() {

return head.next == head;

}



Node ptr = head.next; // 現在走査中のノード

while (ptr != head) {

if (ptr.data.no == key) { // 探索成功

crnt = ptr;

return ptr.data;

}


}


}



Node ptr = head.next; // 現在走査中のノード

while(ptr != head) {

if(ptr.data.name.compareTo(key) == 0) {// 探索成功

crnt = ptr;

return ptr.data;

}


}


}



if (isEmpty())


else

System.out.println(crnt.data);

}

//--- 全ノードを表示 ---//


Node ptr = head.next; // ダミーノードの後続ノード



ptr = ptr.next;

}

}

//--- 全ノードを逆順に表示 ---//

public void dumpReverse() {

Node ptr = head.prev; // ダミーノードの先行ノード



ptr = ptr.prev;

}

}



if (isEmpty() || crnt.next == head)


crnt = crnt.next;

return true;

}

//--- 着目ノードを一つ前方に進める ---//

public boolean prev() {

if (isEmpty() || crnt.prev == head)


crnt = crnt.prev;

return true;

}

//--- 着目ノードの直後にノードを挿入 ---//

public void add(Data obj) {

Node node = new Node(obj, crnt, crnt.next);

crnt.next = crnt.next.prev = node;

crnt = node;

}



crnt = head; // ダミーノード head の直後に挿入

add(obj);

}



crnt = head.prev; // 末尾ノード head.prev の直後に挿入

add(obj);

}



if (!isEmpty()) {

crnt.prev.next = crnt.next;

crnt.next.prev = crnt.prev;

crnt = crnt.prev;

}

}

//--- ノード pを削除 ---//

public void remove(Node p) {

Node ptr = head.next;


if (ptr == p) { // p を見つけた

crnt = p;

removeCurrentNode();

break;

}

ptr = ptr.next; // BUG FIX

}

}



crnt = head.next; // 先頭ノード head.next を削除


}



crnt = head.prev; // 末尾ノード head.prev を削除


}

//--- 全ノードを削除 ---//


while (!isEmpty()) // 空になるまで


}

}

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=== DblLinkedListTesterNG.java =============================================================

// ジェネリクスを使用しない循環・重連結リストクラス DblLinkedListNG の利用例

// LinkedListTesterNG.java からの変更点

// LnkedListTesterNG を DblLinkedListTesterNG に変更

// LnkedListNG を DblLinkedListNG に変更

// メニューおよび処理に ADD, PREV を追加


public class DblLinkedListTesterNG {


//--- メニュー列挙型 ---//

enum Menu {





ADD( "着目ノードの直後に挿入"),





NEXT( "着目ノードを後方へ"),

PREV( "着目ノードを前方へ"),











return m;

return null;

}


message = string;

}


return message;

}

}

//--- メニュー選択 ---//


int key;

do {



if ((m.ordinal() % 3) == 2 &&



}






}



DblLinkedListNG.Data data; // 追加用データ参照

DblLinkedListNG.Data ptr; // 探索用データ参照



DblLinkedListNG list = new DblLinkedListNG(); // リストを生成

do {






data = new DblLinkedListNG.Data(no, name);


break;






list.addLast(data);

break;

case ADD : // 着目ノードの直後にノードを挿入

System.out.println("着目ノードの直後に挿入するデータを入力して下さい．");




list.add(data);

break;


list.removeFirst();

break;


list.removeLast();

break;



break;





if (ptr == null)


else


break;





if (ptr == null)


else


break;


list.next();

break;

case PREV : // 着目ノードを前方に進める

list.prev();

break;



break;


list.dump();

break;


list.clear();

break;


list.clear();

data = new DblLinkedListNG.Data(1, "武田信玄"); list.addLast(data);

data = new DblLinkedListNG.Data(2, "上杉謙信"); list.addLast(data);

data = new DblLinkedListNG.Data(3, "織田信長"); list.addLast(data);

data = new DblLinkedListNG.Data(4, "豊臣秀吉"); list.addLast(data);

data = new DblLinkedListNG.Data(5, "徳川家康"); list.addLast(data);

break;

}


}

}

===========================================================================================

ジェネリクスとコンパレータを使用しないリストのプログラム例...

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