
本文深入探讨了在java中实现单向链表反转时可能遇到的`outofmemoryerror`。该错误通常源于不正确的反转逻辑导致链表形成循环,进而使遍历方法(如`tostring()`)陷入无限循环,不断消耗堆内存。文章将详细分析错误原因,并提供一种高效且正确的迭代法链表反转算法及其java实现。
在Java中,当程序尝试分配超出Java虚拟机(JVM)堆内存限制的对象时,就会抛出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space。对于链表操作而言,这种错误通常不是因为链表本身节点过多,而是因为某种操作导致了无限循环,在循环内部持续创建对象或拼接字符串,最终耗尽堆内存。
在本例中,OutOfMemoryError的堆栈跟踪清晰地指向了StringBuilder.append()方法,该方法在MyCodeLink.toString()中被调用。这意味着,当调用toString()方法尝试打印链表内容时,它进入了一个无限循环,不断向StringBuilder追加字符,直到耗尽所有可用堆空间。
那么,为什么toString()会进入无限循环呢?原因在于reversal()方法的错误实现导致了链表中出现了循环引用。
原始reversal()方法存在逻辑缺陷,其核心代码段如下:
立即学习“Java免费学习笔记(深入)”;
public void reversal(){
Node p1 = this.head;
Node p2 = p1.next;
while (p2 != null){
Node temp = p2.next;
p2.next = p1; // 关键问题所在:p2的next指向p1
p1 = p2;
p2 = temp;
}
this.head = p1;
}假设链表初始状态为 A -> B -> C -> D -> null。 当 p1 为 A,p2 为 B 时:
现在,p1 是 B,p2 是 C。在下一次循环中,C.next 会指向 B。 问题在于,当 p1 和 p2 分别指向原始链表的第一个和第二个节点时,p2.next = p1 这一行使得第二个节点指向了第一个节点。然而,原始的第一个节点(即this.head)的next指针仍然指向第二个节点。这就形成了一个 head -> head.next -> head 的循环(例如 A -> B -> A)。
一旦链表中存在循环,任何尝试遍历整个链表的算法(如toString()方法)都将无限次地访问这些循环节点,永远无法到达链表末尾的null,从而导致无限循环,最终耗尽内存。
链表反转的经典方法是迭代法,它通过维护三个指针来实现:current(当前节点)、previous(前一个节点)和 next_temp(下一个节点)。其基本思想是在遍历链表的同时,将当前节点的next指针指向其previous节点。
以下是迭代法实现链表反转的步骤:
根据上述算法,reversal()方法可以正确实现如下:
import java.util.ArrayList;
class Node {
public int val;
public Node next;
public Node(int val, Node next) {
this.val = val;
this.next = next;
}
public Node(int val) {
this(val, null);
}
// setVal和setNext方法应为public或default,以便在MyCodeLink中访问
// 但在链表反转的常见实现中,直接访问字段更常见
// private void setVal(int newVal){ this.val = newVal; }
// private void setNext(Node newNextNode){ this.next = newNextNode; }
}
public class MyCodeLink {
private Node head;
private int size;
public MyCodeLink(int val) {
this.head = new Node(val, null);
this.size = 1;
}
public void insert(int index, int val) {
if (index < 0 || index > this.getSize()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("index must >= 0 and <= size");
}
if (index == 0) {
this.head = new Node(val, head);
this.size++;
return;
}
Node cur = head;
for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
cur = cur.next;
}
Node node = new Node(val, cur.next);
cur.next = node;
this.size++;
}
public void insertToHead(int val) {
insert(0, val);
}
public void insertToLast(int val) {
insert(this.getSize(), val);
}
public int getSize() {
return this.size;
}
public Node getHead() {
return head;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder s = new StringBuilder();
Node cur = head;
while (cur != null) {
s.append(cur.val).append("\t");
cur = cur.next;
}
return s.toString();
}
public void reversal() {
Node previous = null;
Node current = this.head;
while (current != null) {
Node nextTemp = current.next; // 暂存下一个节点
current.next = previous; // 反转当前节点的next指针
previous = current; // previous向前移动到当前节点
current = nextTemp; // current向前移动到下一个节点
}
this.head = previous; // 更新头节点为原链表的尾节点(反转后的头节点)
}
public static void main(String[] args) {
MyCodeLink myCodeLink = new MyCodeLink(8);
System.out.println("初始链表 size: " + myCodeLink.getSize());
System.out.println("初始链表: " + myCodeLink); // 输出: 8
myCodeLink.insertToHead(6);
System.out.println("插入头部后 size: " + myCodeLink.getSize());
System.out.println("插入头部后: " + myCodeLink); // 输出: 6 8
myCodeLink.insert(1, 7);
System.out.println("插入中间后 size: " + myCodeLink.getSize());
System.out.println("插入中间后: " + myCodeLink); // 输出: 6 7 8
myCodeLink.insertToLast(9);
System.out.println("插入尾部后 size: " + myCodeLink.getSize());
System.out.println("插入尾部后: " + myCodeLink); // 输出: 6 7 8 9
System.out.println("\n执行反转操作...");
myCodeLink.reversal();
System.out.println("反转后链表 size: " + myCodeLink.getSize());
System.out.println("反转后链表: " + myCodeLink); // 输出: 9 8 7 6
}
}运行上述代码,将得到以下输出:
初始链表 size: 1 初始链表: 8 插入头部后 size: 2 插入头部后: 6 8 插入中间后 size: 3 插入中间后: 6 7 8 插入尾部后 size: 4 插入尾部后: 6 7 8 9 执行反转操作... 反转后链表 size: 4 反转后链表: 9 8 7 6
可以看到,链表已成功反转,且不再出现OutOfMemoryError。
通过理解OutOfMemoryError的根本原因并采用正确的迭代法反转算法,可以有效地避免此类问题,并编写出健壮的链表操作代码。
以上就是Java链表反转方法导致OutOfMemoryError的深入解析与正确实现的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
每个人都需要一台速度更快、更稳定的 PC。随着时间的推移,垃圾文件、旧注册表数据和不必要的后台进程会占用资源并降低性能。幸运的是,许多工具可以让 Windows 保持平稳运行。
Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号