java--数据结构与算法（3）--链表
文章目录
- 1.链表：
- 2.单链表的应用实例：
- 1）添加英雄时，直接添加到链表的尾部：
- 2）添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置：
- 3）修改节点功能：
- 4）单链表节点的删除：
1.链表：
链表是有序的列表，它在内存中的存储如下：
- 链表是以节点的方式来存储，是链式存储。
- 每个节点包含 data域， next域：指向下一个节点。
- 如图：发现链表的各个节点不一定是连续存储。
- 链表分带头节点的链表和没有头节点的链表，根据实际的需求来确定。
关于头节点问题的解释 - 链表获取数据麻烦，需要遍历查找，比数组慢，但是方便插入、删除。
2.单链表的应用实例：
用带head头的单向链表实现——水浒英雄排行榜管理完成对英雄人物的增删改查操作。
1）添加英雄时，直接添加到链表的尾部：
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//进行测试
//先创建节点
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,"李逵","黑旋风");
//创建链表，并加入
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero3);
//显示
singleLinkedList.list();
}
}
//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList{
//先初始化一个头节点，头节点不要动，不存放具体数据
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向链表
//思路，当不考虑编号的顺序时
//1.找到当前链表的最后节点 2.将最后这个节点的next 指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode){
//因为head节点不能动，因此我们需要一个遍历temp
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while (true){
//找到链表的最后
if (temp.next == null){
break;
}
//如果没有找到，就将temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，temp就指向了链表最后
//将最后这个节点next 指向新的节点
temp.next = heroNode;
}
//显示链表--遍历
public void list(){
//判断链表是否为空
if (head.next ==null){
System.out.println("链表为空");
return;
}
//因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
HeroNode temp =head.next;
while (true){
//判断是否到链表最后
if (temp == null){
break;
}
//输出节点的信息
System.out.println(temp);
//将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}
//定义HeroNode,每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next;//指向下一个节点
//构造器
public HeroNode(int hNo,String hName,String hNickName){
this.no=hNo;
this.name=hName;
this.nickname=hNickName;
}
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
2）添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置：
重点看下面的addByOrder方法
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//进行测试
//先创建节点
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,"李逵","黑旋风");
//创建链表，并加入
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
//显示
singleLinkedList.list();
}
}
//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList{
//先初始化一个头节点，头节点不要动，不存放具体数据
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向链表
//思路，当不考虑编号的顺序时
//1.找到当前链表的最后节点 2.将最后这个节点的next 指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode){
//因为head节点不能动，因此我们需要一个遍历temp
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while (true){
//找到链表的最后
if (temp.next == null){
break;
}
//如果没有找到，就将temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，temp就指向了链表最后
//将最后这个节点next 指向新的节点
temp.next = heroNode;
}
//添加英雄时,根据排名将英雄插入到指定位置
//如果有这个排名，则添加失败，并给出提示
public void addByOrder(HeroNode heroNode){
//因为头节点不能动,因此我们通过一个辅助指针(变量)来帮助我们添加到指定的位置
//因为单链表,我们找的temp是位于添加位置的前一个节点,否则插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//flag标志添加的编号是否存在,默认为false
while (true){
if (temp.next == null){//说明temp已在链表的最后
break;
}
if (temp.next.no > heroNode.no){//位置找到,就在temp后面
break;
}else if (temp.next.no == heroNode.no){//说明希望添加的heroNode编号已经存在
flag = true; //说明编号存在
break;
}
temp = temp.next;//后移,相当于遍历当前链表
}
//判断flag 的值
if (flag){//不能添加,说明编号存在
System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在",heroNode.no);
}else{
//插入到链表中,在temp后面
heroNode.next =temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//显示链表--遍历
public void list(){
//判断链表是否为空
if (head.next ==null){
System.out.println("链表为空");
return;
}
//因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
HeroNode temp =head.next;
while (true){
//判断是否到链表最后
if (temp == null){
break;
}
//输出节点的信息
System.out.println(temp);
//将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}
//定义HeroNode,每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next;//指向下一个节点
//构造器
public HeroNode(int hNo,String hName,String hNickName){
this.no=hNo;
this.name=hName;
this.nickname=hNickName;
}
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
3）修改节点功能：
主要看下面的update方法。
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//进行测试
//先创建节点
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,"李逵","黑旋风");
//创建链表，并加入
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//按照编号顺序加入
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
// singleLinkedList.addByOrder(hero1);
//显示
singleLinkedList.list();
//修改测试节点的代码
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();
}
}
//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList{
//先初始化一个头节点，头节点不要动，不存放具体数据
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向链表
//思路，当不考虑编号的顺序时
//1.找到当前链表的最后节点 2.将最后这个节点的next 指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode){
//因为head节点不能动，因此我们需要一个遍历temp
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while (true){
//找到链表的最后
if (temp.next == null){
break;
}
//如果没有找到，就将temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，temp就指向了链表最后
//将最后这个节点next 指向新的节点
temp.next = heroNode;
}
//添加英雄时,根据排名将英雄插入到指定位置
//如果有这个排名，则添加失败，并给出提示
public void addByOrder(HeroNode heroNode){
//因为头节点不能动,因此我们通过一个辅助指针(变量)来帮助我们添加到指定的位置
//因为单链表,我们找的temp是位于添加位置的前一个节点,否则插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//flag标志判断添加的编号是否存在,默认为false
while (true){
if (temp.next == null){//说明temp已在链表的最后
break;
}
if (temp.next.no > heroNode.no){//位置找到,就在temp后面
break;
}else if (temp.next.no == heroNode.no){//说明希望添加的heroNode编号已经存在
flag = true; //说明编号存在
break;
}
temp = temp.next;//后移,相当于遍历当前链表
}
//判断flag 的值
if (flag){//不能添加,说明编号存在
System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在",heroNode.no);
}else{
//插入到链表中,在temp后面
heroNode.next =temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//修改节点信息,根据no编号来修改,即no编号不能改。
//说明:
//1.根据newHeroNode的no来修改即可
public void update(HeroNode newHeroNode){
//判断是否为空
if (head.next == null){
System.out.println("链表为空,不能修改");
return ;
}
//找到需要修改的节点,根据no编号
//定义一个辅助变量
HeroNode temp =head.next;
boolean flag= false;//是否找到该节点
while (true){
if (temp == null){
break;//已经遍历完链表
}
if (temp.no ==newHeroNode.no){
//找到
flag= true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根据flag判断是否找到要修改的节点
if (flag) {
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
}else { //没有找到
System.out.printf("没有找到编号 %d的节点,不能修改\n",newHeroNode.no);
}
}
//显示链表--遍历
public void list(){
//判断链表是否为空
if (head.next ==null){
System.out.println("链表为空");
return;
}
//因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
HeroNode temp =head.next;
while (true){
//判断是否到链表最后
if (temp == null){
break;
}
//输出节点的信息
System.out.println(temp);
//将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}
//定义HeroNode,每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next;//指向下一个节点
//构造器
public HeroNode(int hNo,String hName,String hNickName){
this.no=hNo;
this.name=hName;
this.nickname=hNickName;
}
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
4）单链表节点的删除：
重点看下面的del方法。
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//进行测试
//先创建节点
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,"李逵","黑旋风");
//创建链表，并加入
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//按照编号顺序加入
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
// singleLinkedList.addByOrder(hero1);
//显示
singleLinkedList.list();
//修改测试节点的代码
// 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.del(1);
singleLinkedList.del(2);
System.out.println("删除后的链表情况~~");
singleLinkedList.list();
}
}
//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList{
//先初始化一个头节点，头节点不要动，不存放具体数据
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向链表
//思路，当不考虑编号的顺序时
//1.找到当前链表的最后节点 2.将最后这个节点的next 指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode){
//因为head节点不能动，因此我们需要一个遍历temp
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while (true){
//找到链表的最后
if (temp.next == null){
break;
}
//如果没有找到，就将temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，temp就指向了链表最后
//将最后这个节点next 指向新的节点
temp.next = heroNode;
}
//添加英雄时,根据排名将英雄插入到指定位置
//如果有这个排名，则添加失败，并给出提示
public void addByOrder(HeroNode heroNode){
//因为头节点不能动,因此我们通过一个辅助指针(变量)来帮助我们添加到指定的位置
//因为单链表,我们找的temp是位于添加位置的前一个节点,否则插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//flag标志判断添加的编号是否存在,默认为false
while (true){
if (temp.next == null){//说明temp已在链表的最后
break;
}
if (temp.next.no > heroNode.no){//位置找到,就在temp后面
break;
}else if (temp.next.no == heroNode.no){//说明希望添加的heroNode编号已经存在
flag = true; //说明编号存在
break;
}
temp = temp.next;//后移,相当于遍历当前链表
}
//判断flag 的值
if (flag){//不能添加,说明编号存在
System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在",heroNode.no);
}else{
//插入到链表中,在temp后面
heroNode.next =temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//修改节点信息,根据no编号来修改,即no编号不能改。
//说明:
//1.根据newHeroNode的no来修改即可
public void update(HeroNode newHeroNode){
//判断是否为空
if (head.next == null){
System.out.println("链表为空,不能修改");
return ;
}
//找到需要修改的节点,根据no编号
//定义一个辅助变量
HeroNode temp =head.next;
boolean flag= false;//是否找到该节点
while (true){
if (temp == null){
break;//已经遍历完链表
}
if (temp.no ==newHeroNode.no){
//找到
flag= true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根据flag判断是否找到要修改的节点
if (flag) {
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
}else { //没有找到
System.out.printf("没有找到编号 %d的节点,不能修改\n",newHeroNode.no);
}
}
//删除节点思路:
//1. head 不能动，因此我们需要一个 temp 辅助节点找到待删除节点的前一个节点
//2. 说明我们在比较时，是 temp.next.no 和 需要删除的节点的 no 比较
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的
while(true) {
if(temp.next == null) { //已经到链表的最后
break;
}
if(temp.next.no == no) {
//找到的待删除节点的前一个节点 temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //temp 后移，遍历
}
//判断 flag
if(flag) { //找到
//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(){
//判断链表是否为空
if (head.next ==null){
System.out.println("链表为空");
return;
}
//因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
HeroNode temp =head.next;
while (true){
//判断是否到链表最后
if (temp == null){
break;
}
//输出节点的信息
System.out.println(temp);
//将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}
//定义HeroNode,每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next;//指向下一个节点
//构造器
public HeroNode(int hNo,String hName,String hNickName){
this.no=hNo;
this.name=hName;
this.nickname=hNickName;
}
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}