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java实现单链表(Linked List)相关

分类: java编程 | 浏览: 253

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文章目录

  • 一、单链表介绍
  • 二、单链表的实现
    • 1.单链表的创建(添加)
      • 1.1尾添加
      • 1.2按排名添加
    • 2.单链表节点的修改
    • 3.单链表节点的删除
    • 4.单链表的完整实现
  • 三、单链表面试题

一、单链表介绍

单链表是一个有序列表，以节点的方式链式存储信息，但节点不一定连续，每一个节点包括data域和next域。

  • data域：用来存放数据。
  • next域：指向下一个节点。

在这里插入图片描述

链表分为带头节点的链表和不带头节点的链表。

  • 单链表(带头节点)
    在这里插入图片描述
  • 单链表(不带头节点)
    在这里插入图片描述

二、单链表的实现

需求：使用带head头的单向链表实现–水浒英雄排行榜管理。
1)完成对英雄的增删改查
2)第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部。
3)第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置(如果已有这个排名，则添加失败，并给出提示)

1.单链表的创建(添加)

1.1尾添加

尾添加的思路

①先创建一个head头节点，作用就是表示单链表的头。
②然后每添加一个节点，就直接加入到链表的最后。

尾添加即：不考虑编号顺序，找到当前链表的最后节点，将最后这个节点的next指向新的节点。
在这里插入图片描述
代码实现

// 添加方式1:尾添加public void add(HeroNode heroNode) {// 因为head头不能动,因此需要一个辅助变量(指针)tempHeroNode temp = head;while (true) {// 如果遍历到链表的最后if (temp.next == null) {break;}// temp指针后移temp = temp.next;}// 当退出循环时,temp指向链表的最后temp.next = heroNode;}

1.2按排名添加

按排名添加的思路
①先通过辅助变量(temp指针)找到新添加的节点的位置。
②新节点.next=temp.next;
③temp.next=新的节点；

在这里插入图片描述

代码实现

// 添加方式2:根据排名添加public void addByOrder(HeroNode heroNode) {HeroNode temp = head;// 借助辅助指针boolean flag = false;// 添加的编号是否存在while (true) {if (temp.next == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {// 位置找到,就在temp的后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {// 该编号已存在flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移,遍历当前链表}if (flag) {// 不能添加System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {// 插入到temp的后面heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}

2.单链表节点的修改

修改的思路
①通过遍历先找到该节点。
②temp.name =newHeroNode.name;，temp.nickname=newHeroNode.nickname;

代码实现

// 修改节点信息,根据节点的no属性修改其他信息public void update(HeroNode newHeroNode) {// 空链表无法修改节点信息if (head.next == null) {System.out.println("链表为空~");return;}// 根据no排名找到需要修改的节点HeroNode temp = head.next;boolean flag = false;// flag表示是否找到需要修改的节点while (true) {if (temp == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.no == newHeroNode.no) {// 找到flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移}if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else {System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改\n", newHeroNode.no);}}

3.单链表节点的删除

删除的思路

①找到需要删除的节点的前一个节点。
②temp.next=temp.next.next
③被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收。
在这里插入图片描述
代码实现

public void delete(int no) {HeroNode temp = head;boolean flag = false;// 是否找到待删除节点while (true) {if (temp.next == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.next.no == no) {// 找到了待删除节点的前一个节点flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移}if (flag) {// 可以删除temp.next = temp.next.next;} else {System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", no);}}

4.单链表的完整实现

package com.gql.linkedlist;/** * 单链表 *  * @guoqianliang * */public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {// 创建节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");// 创建单向链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();// 加入singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero4);singleLinkedList.addByOrder(hero3);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.list();// 测试修改节点HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改后的链表情况:");singleLinkedList.list();// 删除一个节点singleLinkedList.delete(1);singleLinkedList.delete(2);singleLinkedList.delete(3);singleLinkedList.delete(4);System.out.println("删除后的链表情况:");singleLinkedList.list();}}//定义SingleLinkedList,管理英雄class SingleLinkedList {// 初始化头结点,不存放具体数据private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");// 添加方式1:尾添加// 思路:// 1.找到当前链表的最后节点// 2.将这个最后的节点的next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {// 因为head头不能动,因此需要一个辅助变量(指针)tempHeroNode temp = head;while (true) {// 如果遍历到链表的最后if (temp.next == null) {break;}// temp指针后移temp = temp.next;}// 当退出循环时,temp指向链表的最后temp.next = heroNode;}// 添加方式2:根据排名添加public void addByOrder(HeroNode heroNode) {HeroNode temp = head;// 借助辅助指针boolean flag = false;// 添加的编号是否存在while (true) {if (temp.next == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {// 位置找到,就在temp的后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {// 该编号已存在flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移,遍历当前链表}if (flag) {// 不能添加System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {// 插入到temp的后面heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}// 修改节点信息,根据节点的no属性修改其他信息public void update(HeroNode newHeroNode) {// 空链表无法修改节点信息if (head.next == null) {System.out.println("链表为空~");return;}// 根据no排名找到需要修改的节点HeroNode temp = head.next;boolean flag = false;// flag表示是否找到需要修改的节点while (true) {if (temp == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.no == newHeroNode.no) {// 找到flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移}if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else {System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改\n", newHeroNode.no);}}// 删除节点// 思路:// 1.找到需要删除节点的前一个节点// 2.temp.next=temp.next.next// 3.被删除的节点将会被垃圾回收机制回收public void delete(int no) {HeroNode temp = head;boolean flag = false;// 是否找到待删除节点while (true) {if (temp.next == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.next.no == no) {// 找到了待删除节点的前一个节点flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移}if (flag) {// 可以删除temp.next = temp.next.next;} else {System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", no);}}// 显示链表[遍历]public void list() {// 空链表直接返回if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}// 仍然使用辅助变量(指针),进行循环HeroNode temp = head.next;while (true) {if (temp == null) {break;}System.out.println(temp);// 将temp后移temp = temp.next;}}}//定义HeroNode,每一个HeroNode就是一个节点class HeroNode {public int no;// 排名public String name;public String nickname;// 昵称public HeroNode next;// 指向下一个节点// 构造器public HeroNode() {super();}public HeroNode(int no, String name, String nickname) {super();this.no = no;this.name = name;this.nickname = nickname;}// 重写toString@Overridepublic String toString() {return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";}}

运行结果
在这里插入图片描述

三、单链表面试题

在这里插入图片描述
上面四个面试题，答案都放在下面的代码中

package com.gql.LinkedList;import java.util.Stack;/** * 模拟单链表 *  * @author Hudie * @Email:guoqianliang@foxmail.com * @date 2020年7月16日下午6:47:42 */public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {// 创建节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");// 创建单向链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();// 加入singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero4);singleLinkedList.addByOrder(hero3);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.list();// 测试修改节点HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改后的链表情况:");singleLinkedList.list();// 删除一个节点singleLinkedList.delete(4);System.out.println("删除后的链表情况:");singleLinkedList.list();//练习4:反向打印单链表System.out.println("反向打印单链表:");reversePrint(singleLinkedList.getHead());//练习3:反转单链表reversalList(singleLinkedList.getHead());System.out.println("反转过后的单链表为:");singleLinkedList.list();// 练习1:获取单链表节点个数System.out.println("单链表的有效个数为:");System.out.println(getLength(singleLinkedList.getHead()));int index = 2;//练习2:获取单链表倒数第index给节点System.out.println("倒数第"+ index +"个节点为:");System.out.println(getLastKNode(singleLinkedList.getHead(),index));}/** * @Description: 获取单链表节点个数 思路: while循环 + 遍历指针 */public static int getLength(HeroNode head) {if (head.next == null) {return 0;}int length = 0;// 辅助指针HeroNode p = head.next;while (p != null) {length++;p = p.next;}return length;}/** * @Description:  * 查找单链表中倒数第index个节点 index:表示倒数第index给节点  * 思路: * 1.首先获取链表的长度length,可直接调用getLength * 2.然后从链表第一个开始遍历,遍历(length-index)个  * 3.找不到返回null */public static HeroNode getLastKNode(HeroNode head, int index) {if (head.next == null) {return null;}int length = getLength(head);if (index <= 0 || index > length) {return null;}HeroNode p = head.next;for(int i = 0;i < length-index;i++){p = p.next;}return p;}/** * @Description:  * 反转单链表[带头节点] * 思路: * 1.先定义一个节点reversalHead = new HeroNode(0,"",""); * 2.遍历原来的链表,每遍历一个节点,就将其取出,并放在新的链表reversalHead的最前端 * 3.原来的链表的head.next = reversalHead; */public static void reversalList(HeroNode head){//链表为空或只有一个节点,无需反转,直接返回if(head.next == null || head.next.next == null){return;}//辅助指针pHeroNode p = head.next;HeroNode next = null;//指向辅助指针p的下一个位置HeroNode reversalHead = new HeroNode(0,"","");//遍历原来的链表,每遍历一个节点,就将其取出,并放在新的链表reversalHead的最前端while(p != null){next = p.next;p.next = reversalHead.next;reversalHead.next = p;p = next;}head.next = reversalHead.next;}/** * @Description:  * 反向打印单链表[带头节点] * 思路1:单链表反转后打印(不建议,因为破坏了单链表的结构) * 思路2:使用栈结构,利用栈先进后出的特点 */public static void reversePrint(HeroNode head){if(head.next == null){return;}Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();HeroNode p = head.next;while(p != null){stack.push(p);p = p.next;}//将栈中的节点进行打印while(stack.size() > 0){System.out.println(stack.pop());}}}// 定义SingleLinkedList,管理英雄,即链表的增删改查class SingleLinkedList {// 初始化头结点,不存放具体数据private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");// 添加方式1:尾添加// 思路:// 1.找到当前链表的最后节点// 2.将这个最后的节点的next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {// 因为head头不能动,因此需要一个辅助变量(指针)tempHeroNode temp = head;while (true) {// 如果遍历到链表的最后if (temp.next == null) {break;}// temp指针后移temp = temp.next;}// 当退出循环时,temp指向链表的最后temp.next = heroNode;}public HeroNode getHead() {return head;}// 添加方式2:根据排名添加public void addByOrder(HeroNode heroNode) {HeroNode temp = head;// 借助辅助指针boolean flag = false;// 添加的编号是否存在while (true) {if (temp.next == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {// 位置找到,就在temp的后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {// 该编号已存在flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移,遍历当前链表}if (flag) {// 不能添加System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {// 插入到temp的后面heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}// 修改节点信息,根据节点的no属性修改其他信息public void update(HeroNode newHeroNode) {// 空链表无法修改节点信息if (head.next == null) {System.out.println("链表为空~");return;}// 根据no排名找到需要修改的节点HeroNode temp = head.next;boolean flag = false;// flag表示是否找到需要修改的节点while (true) {if (temp == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.no == newHeroNode.no) {// 找到flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移}if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else {System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改\n", newHeroNode.no);}}// 删除节点// 思路:// 1.找到需要删除节点的前一个节点// 2.temp.next=temp.next.next// 3.被删除的节点将会被垃圾回收机制回收public void delete(int no) {HeroNode temp = head;boolean flag = false;// 是否找到待删除节点while (true) {if (temp.next == null) {// 遍历到结尾break;}if (temp.next.no == no) {// 找到了待删除节点的前一个节点flag = true;break;}temp = temp.next;// 后移}if (flag) {// 可以删除temp.next = temp.next.next;} else {System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", no);}}// 显示链表[遍历]public void list() {// 空链表直接返回if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}// 仍然使用辅助变量(指针),进行循环HeroNode temp = head.next;while (true) {if (temp == null) {break;}System.out.println(temp);// 将temp后移temp = temp.next;}}}// 定义HeroNode,每一个HeroNode就是一个节点class HeroNode {public int no;// 排名public String name;public String nickname;// 昵称public HeroNode next;// 指向下一个节点// 构造器public HeroNode() {super();}public HeroNode(int no, String name, String nickname) {super();this.no = no;this.name = name;this.nickname = nickname;}// 重写toString@Overridepublic String toString() {return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";}}

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