数据结构---单向链表，双向链表，单向环形链表
链表介绍
- 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
修改节点功能
思路(1) 先找到该节点，通过遍历，(2) temp.name = newHeroNode.name ; temp.nickname= newHeroNode.nickname
HeroNode**
package com.linkedlist;
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 no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name; this.nickname = nickname;
}
//为了显示方法，我们重新 toString @Override
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]"; }
}
定义 SingleLinkedList 管理我们的英雄
package com.linkedlist;
//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, 不存放具体的数据
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，因此我们需要一个辅助遍历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;
}
//如果没有找到最后, 将将 temp 后移
temp = temp.next;
}
//当退出 while 循环时，temp 就指向了链表的最后 //将最后这个节点的 next 指向 新的节点
temp.next = heroNode;
}
//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，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
// 因为单链表，因为我们找的 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 已经在链表的最后
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) {
//说明希望添加的 heroNode 的编号已然存在
flag = true; //说明编号存在
break;
}
temp = temp.next; //后移，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 已经存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
} else {
//插入到链表中, temp 的后面
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//修改节点的信息, 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) {
//判断是否空
if(head.next == null) {
System.out.println("链表为空~");
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; //表示是否找到该节点
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， 一定小心
temp = temp.next;
}
}
}
SingleLinkedListDemo
package com.linkedlist;
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, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建要给链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
// singleLinkedList.add(hero1);
// singleLinkedList.add(hero4);
// singleLinkedList.add(hero2);
// singleLinkedList.add(hero3);
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//显示一把
singleLinkedList.list();
//测试修改节点的代码
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(4);
System.out.println("删除后的链表情况~~");
singleLinkedList.list();
}
}
单链表面试题
- 求单链表中有效节点的个数（关键代码）
//方法:获取到单链表的节点的个数(如果是带头结点的链表，需求不统计头节点) /**
*
* @param head 链表的头节点
* @return 返回的就是有效节点的个数 */
public static int getLength(HeroNode head) {
if(head.next == null) { //空链表
return 0;
}
int length = 0;
//定义一个辅助的变量, 这里我们没有统计头节点
HeroNode cur = head.next;
while(cur != null) {
length++;
cur = cur.next; //遍历
}
return length;
}
查找单链表中的倒数第k个结点【新浪面试题】
//查找单链表中的倒数第 k 个结点 【新浪面试题】 //思路
//1. 编写一个方法，接收 head 节点，同时接收一个 index
//2. index 表示是倒数第 index 个节点
//3. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength
//4. 得到 size 后，我们从链表的第一个开始遍历 (size-index)个，就可以得到 //5. 如果找到了，则返回该节点，否则返回 nulll
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
//判断如果链表为空，返回 null
if(head.next == null) {
return null;//没有找到
}
//第一个遍历得到链表的长度(节点个数)
int size = getLength(head);
//第二次遍历 size-index 位置，就是我们倒数的第 K 个节点 //先做一个 index 的校验
if(index <=0 || index > size) {
return null;
}
//定义给辅助变量， for 循环定位到倒数的 index HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
for(int i =0; i< size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}
单链表的反转【腾讯面试题，有点难度】
//将单链表反转
public static void reversetList(HeroNode head) {
//如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回
if(head.next == null || head.next.next == null) {
return ;
}
//定义一个辅助的指针(变量)，帮助我们遍历原来的链表
HeroNode cur = head.next;
HeroNode next = null;// 指向当前节点[cur]的下一个节点
HeroNode reverseHead = 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 reverseHead 的最前端 //动脑筋
while(cur != null) {
next = cur.next;//先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用
cur.next = reverseHead.next;//将 cur 的下一个节点指向新的链表的最前端
reverseHead.next = cur; //将 cur 连接到新的链表上
cur = next;//让 cur 后移
}
//将 head.next 指向 reverseHead.next , 实现单链表的反转
head.next = reverseHead.next;
}
从尾到头打印单链表【百度，要求方式1:反向遍历。方式2:Stack栈】
package com.atguigu.linkedlist; import java.util.Stack;
//演示栈 Stack 的基本使用
public class TestStack {
public static void main(String[] args) {
Stack<String> stack = new Stack(); // 入栈
stack.add("jack"); stack.add("tom");
stack.add("smith");
// 出栈
// smith, tom , jack
while (stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop());//pop 就是将栈顶的数据取出
}
}
}
*********************************************************
//方式 2: //可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效
果
public static void reversePrint(HeroNode head) {
if(head.next == null) {
return;//空链表，不能打印
}
//创建要给一个栈，将各个节点压入栈
Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
HeroNode cur = head.next; //将链表的所有节点压入栈
while(cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.next; //cur 后移，这样就可以压入下一个节点
}
//将栈中的节点进行打印,pop 出栈
while (stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop()); //stack 的特点是先进后出
}
}
双向链表
-
单向链表，查找的方向只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找。
-
单向链表不能自我删除，需要靠辅助节点 ，而双向链表，则可以自我删除
添加节点：
- // 当退出 while 循环时，temp 就指向了链表的最后
- // 形成一个双向链表 temp.next = heroNode; heroNode.pre = temp;
修改节点：
// 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);
}
删掉节点：
// 判断 flag
if (flag) { // 找到
// 可以删除
// temp.next = temp.next.next;[单向链表]
temp.pre.next = temp.next;
// 这里我们的代码有问题?
// 如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针
if (temp.next != null) {
temp.next.pre = temp.pre;
}
} else {
System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
}
单向环形链表
约瑟夫环问题（Josephu）问题
Josephu 问题为:设编号为 1，2，… n 的 n 个人围坐一圈，约定编号为 k(1<=k<=n)的人从 1 开始报数，数到m 的那个人出列，它的下一位又从 1 开始报数，数到 m 的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此
产生一个出队编号的序列。
添加节点
// 使用 for 来创建我们的环形链表
for (int i = 1; i <= nums; i++) {
// 根据编号，创建小孩节点
Boy boy = new Boy(i);
// 如果是第一个小孩
if (i == 1) {
first = boy;
first.setNext(first); // 构成环
curBoy = first; // 让 curBoy 指向第一个小孩
} else {
curBoy.setNext(boy);//
boy.setNext(first);//
curBoy = boy;
}
}