//import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;//使用栈逆序打印单链表
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//开始测试
System.out.println("开始测试... ... ... ... ...");
//1.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, "公孙胜", "入云龙");
HeroNode hero5 = new HeroNode(5, "关胜", "大刀");
//2.创建链表
SingleLinkedList singlelinkedlist1 = new SingleLinkedList();//输出顺序等于加入顺序
//SingleLinkedList singlelinkedlist2 = new SingleLinkedList();//输出顺序按照编号排序
//3.将创建好的节点加入到创建好的链表中
//输出顺序等于添加顺序
singlelinkedlist1.add(hero1);
singlelinkedlist1.add(hero3);//hero3与hero2打乱了顺序
singlelinkedlist1.add(hero2);//hero3与hero2打乱了顺序
singlelinkedlist1.add(hero4);
singlelinkedlist1.add(hero5);
//4.将创建好的节点加入到创建好的链表中
//输出顺序按照编号大小,而不是加入顺序
/*singlelinkedlist2.addByOrder(hero1);
singlelinkedlist2.addByOrder(hero3);//hero3与hero2打乱了顺序
singlelinkedlist2.addByOrder(hero2);//hero3与hero2打乱了顺序
singlelinkedlist2.addByOrder(hero5);//hero4与hero5打乱了顺序
singlelinkedlist2.addByOrder(hero4);//hero4与hero5打乱了顺序
singlelinkedlist2.addByOrder(hero4);//hero4已经存在,提示加不进去
*/
//5.修改节点
/*System.out.println("修改之前的链表:");
singlelinkedlist1.list();
HeroNode hero6 = new HeroNode(3, "小吴", "智多星~~");
singlelinkedlist1.updata(hero6);
System.out.println("修改之后的链表:");
singlelinkedlist1.list();
*/
//6.显示链表
//singlelinkedlist1.list();
//singlelinkedlist2.list();
//7.删除节点,根据排名
/*Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("删除节点之前的链表:");
singlelinkedlist1.list();
System.out.println("输入要删除的英雄排名:");
singlelinkedlist1.del(scanner.nextInt());
System.out.println("删除节点之后的链表:");
singlelinkedlist1.list();
*/
//8.计算单链表的有效节点个数
/*singlelinkedlist1.list();
System.out.println("单链表的有效节点个数为:" + singlelinkedlist1.getLength(singlelinkedlist1.getHead()));
singlelinkedlist1.del(1);
singlelinkedlist1.list();
System.out.println("单链表的有效节点个数为:" + singlelinkedlist1.getLength(singlelinkedlist1.getHead()));
*/
//9.找单链表中的倒数第k个节点
/*singlelinkedlist1.list();
HeroNode res = singlelinkedlist1.findLastIndexNode(singlelinkedlist1.getHead(), -1);
System.out.println("res = " + res);
*/
//10.测试链表的反转功能
/*System.out.println("反转之前的链表:");
singlelinkedlist1.list();
singlelinkedlist1.reverseList(singlelinkedlist1.getHead());
System.out.println("反转之后的链表:");
singlelinkedlist1.list();
*/
//11.测试链表的逆序打印
System.out.println("顺序输出的单链表:");
singlelinkedlist1.list();
System.out.println("逆序输出的单链表(不破坏单链表结构):");
singlelinkedlist1.reversePrint(singlelinkedlist1.getHead());
}
}
//一、定义 SingleLinkedList 类,管理梁山好汉
class SingleLinkedList{
//先初始化一个节点头,头节点不要动,其数据域不存放具体的数据
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
//获得链表头节点的方法
public HeroNode getHead() {
return head;
}
//1.添加节点到单向链表,输出顺序等于添加顺序
//思路:不考虑编号时,直接把新节点添加到当前链表的末尾
//(1)找到当前链表的最后节点
//(2)将最后节点的 next 指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode) {
//因为head节点不能动,因为需要一个辅助节点 temp
HeroNode temp = head;
//<1>遍历链表,找到最后一个节点
while(true) {//对于不清楚具体循环次数的遍历,要用while循环
//找到链表的最后一个节点
if(temp.next == null) {//若找到链表最后一个节点
break;//跳出循环
}
//如果没有找到最后一个节点,则将 temp 后移
temp = temp.next;
}
//<2>当退出while循环时, temp 就指向了链表的最后一个节点
//将最后这个节点的 next 指向新的节点
temp.next = heroNode;
}
//2.添加节点到单向链表,输出顺序等于编号顺序,而不是加入顺序
//入错链表中已经存在待添加的编号,则添加失败
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
//因为头节点不能动,因为需要一个辅助节点(指针)来帮助找到添加的位置
//因为是单链表,因此需要找到的 temp 是待添加节点的前一个位置,否则加入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//flag 表示添加的编号是否存在,默认为false,表示不存在
//(1)开始遍历
while(true) {//目的是找到插入的位置
if(temp.next == null) {//说明 temp 已经在链表的最后
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no) {//找到插入位置,就在 temp 的后面插入
break;
}
else if(temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的 heroNode 的编号已经存在
flag = true;//说明编号已经存在
break;
}
//若上面的情况都没有出现,则将 temp 往后移,继续遍历链表
temp = temp.next;
}//退出 while 循环
//(2)判断 flag 的值
if(flag) {//若 flag 为 true ,说明待插入的英雄编号已经存在,不能插入
System.out.printf("待插入的英雄(排名 = %d)不存在!\n", heroNode.no);
}else {//可以插入,插入到 temp 与 temp.next 之间
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//3.显示链表
public void list() {
//(1)先判断链表是否为空
if(head.next == null) {
System.out.println("链表为空");
return;//结束方法,并不返回数值
}
//(2)链表非空,输出链表
//因为头节点不能动,因此需要一个辅助变量来遍历链表
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//<1>判断是否到链表最后
//if的判断条件不能用 temp.next == null ,因为这会导致最后一个节点无法输出
//用 temp == null ,就表示 temp 的上一个节点就是链表的最后一个节点,且上一个节点的地址域就等于 temp
//temp是一个引用变量,其本质是对象的地址
if(temp == null) {
break;//已经遍历完链表
}
//<2>没有到链表最后,输出节点的信息
System.out.println(temp);
//将temp后移,一定要记得这个操作
temp = temp.next;
}
}
//4.修改节点的信息,根据节点的 no 来修改,即不能修改 no ,只能修改 name 和 nickname
//根据 newHeroNode 的 no 来修改即可
public void updata(HeroNode newHeroNode) {
//(1)先判断链表是否为空
if(head.next == null) {
System.out.println("链表为空!");
return;//结束方法,一定不能丢掉!
}
//(2)链表非空,找到需要修改的节点,根据排名 no 来修改内容
//惯例,先定义一个辅助变量
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;//表示是否找到该节点,默认为 false ,没有找到
//<1> 判断有没有找到排名 no
while(true) {
if(temp == null) {//已经遍历完链表
break;//跳出循环
}
if(temp.no == newHeroNode.no) {//找到了
flag = true;//找到了
break;//跳出循环
}
temp = temp.next;//没有找到,继续遍历
}//结束循环
//<2> 根据 flag 判断是否找到要修改的节点
if(flag) {//找到了
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
}else {//没有找到
System.out.printf("没有找到排名为%d的英雄\n", newHeroNode.no);
}
}
//5.删除某一个节点,根据排名 no (头节点不是首节点)
//思路
//1. 按照惯例, head 不能动,因此需要一个辅助节点找到待删除节点的前一个节点
//2. 在比较时,用 temp.next.no 与 待删除节点.no 来比较
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//标志是否找到待删除的节点,默认没找到,为 false
//(1) 遍历链表,找到待删除的节点的前一个节点
while(true) {
if(temp.next == null) {//已经到达链表最后
break;
}
if(temp.next.no == no) {//找到待删除的节点的前一个节点
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;//没有找到待删除节点的前一个节点,继续遍历链表
}
//(2) 根据 flag 的值来判断是否找到待删除节点的前一个节点
if(flag) {//找到了
temp.next = temp.next.next;
}else {
System.out.printf("要删除的%d节点不存在!", no);
}
}
//5.删除某一节点(头节点是首节点)
/* 给定单向链表的头指针和一个要删除的节点的值,定义一个函数删除该节点。返回删除后的链表的首节点。
public HeroNode deleteNode(HeroNode head, int no) {
HeroNode tempHead = new HeroNode(0, "", "");//定义一个辅助节点来充当头节点,使得单链表的首节点不是头节点
tempHead.next = head;//让头节点 tempHead 指向单链表的首节点,此head是是单链表的首节点
HeroNode temp = tempHead;//定义一个辅助节点,用于遍历单链表
boolean flag = false;//标志是否找到待删除的节点,默认没找到,为 false
//1.遍历链表,找到待删除节点的前一个节点
while(true){
if(temp.next == null){//到达链表最后
return null;
}
if(temp.next.no == no){//找到待删除节点的前一个节点
flag = true;
break;
}
temp= temp.next;//没有找到待删除节点的前一个节点,继续遍历链表
}
//2.根据 flag 的值来判断是否已经找到待删除节点的前一个节点
if(flag){//找到了
temp.next = temp.next.next;
return tempHead.next;
}else{
return null;
}
}
*/
//6.求单链表中有效节点的个数(若带头节点,则不统计头节点),即单链表的长度
/**
* @param head 是头节点
* @return 返回有效节点的个数
*/
public static int getLength(HeroNode head) {
//1.首先判断链表是否为空,为空则返回0
if(head.next == null) {
return 0;
}
//2.单链表非空
int length = 0;
//定义一个辅助变量,不统计头节点
HeroNode cur = head.next;
while(cur != null) {
length++;
cur = cur.next;//cur后移,继续遍历
}
return length;
}
//7.找到链表中的倒数第K个节点
//思路
//1. 编写一个方法,接收 head 节点和 index(表示倒数第 index 个节点)
//2. index表示是倒数第 index 个节点
//3. 先把链表从头到尾遍历,得到链表的总长度size(直接调用 getLength 方法)
//4. 得到 size 后,从链表的第一个开始遍历(size - index)个,就找到了倒数第 index 个节点
//5. 如果找到了,则返回该节点,否则返回 null
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
//1.先判断链表是否为空
if(head.next == null) {
return null;//没有找到
}
//2.第一次遍历整个单链表得到链表的长度(有效节点个数),直接调用 getLength 方法
int size = getLength(head);
//3.第二次遍历 (size - index)个节点,找到倒数第 index 节点并将其返回
//(1)先做一个 index 的校验,因为不存在倒数第0个、第-1个、倒数第6个(加入链表长度为5)节点
if(index <= 0 || index > size) {//越界
return null;
}
//(2)定义一个辅助节点 cur ,用 for 循环定位到倒数第 index 个节点
HeroNode cur = head.next;
for(int i = 0; i < size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}
//8.反转链表(头节点不是首节点)
//思路
//1. 先定义一个节点 reverseHead
//2. 从头到尾遍历原来的链表,每遍历一个节点,就将其取出,并放在新的链表头节点 reverseHead 的最前端
//3. 最后,让原链表的头节点指向 reverseHead ,即 head.next = reverseHead.next
public static void reverseList(HeroNode head) {
//1.如果当前链表为空,或者只有一个节点,则无需反转,直接返回
if(head.next == null || head.next.next == null) {
return;//结束方法
}
//2.定义一个辅助的节点(当成指针用),帮助遍历原来的链表
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, "", "");
//3.遍历原链表,每遍历一个节点,就将其取出,放到新链表的 reverseHead 后面的第一个位置(实际上就是让 reverseHead 指向此节点)
while(cur != null) {
next = cur.next;//先暂时保存当前节点 cur 的下一个节点,因为后面需要使用到
cur.next = reverseHead.next;//将当前节点 cur 指向新链表的首节点(不算头节点)
reverseHead.next = cur;//将新链表的头节点 reverseHead 指向原链表中的当前节点 cur
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;
}
//8.反转链表(头节点是首节点)
/* 将一个单链表反转,返回反转后的单链表首节点
public HeroNode reverseList(HeroNode head) {// head 就是单链表的首节点
//1.如果当前链表为空,或者只有一个节点,则无需反转
if(head == null || head.next == null){
return head;
}
//2.定义辅助节点
HeroNode cur = head;
HeroNode next = null;
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
//3.遍历链表
while(cur != null){
next = cur.next;//先暂时保存当前节点 cur 的下一个节点,因为后面需要使用到
cur.next = reverseHead.next;//将当前节点 cur 指向新链表的首节点(不算头节点)
reverseHead.next = cur;//将新链表的头节点 reverseHead 指向原链表中的当前节点 cur
cur = next;//让 cur 后移
}
head = reverseHead.next;
return head;
}
*/
//9.逆序打印单链表
//思路
//方式1:先将单链表反转,然后再遍历打印即可,但问题是会破坏原单链表的结构,不建议
//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,就可以实现逆序打印
public static void reversePrint(HeroNode head) {
//1.如果单链表为空,则不能打印
if(head.next == null) {
return;
}
//2.单链表不为空,可以打印
Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();//创建一个栈,将单链表的各个节点压入栈
HeroNode cur = head.next;//创建一个辅助节点,用于遍历单链表
//将单链表的所有节点压入栈
while(cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.next;//将cur后移,这样就可以压入下一个节点
}
//将栈中的节点打印输出,使用pop
while(stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop());
}
}
}
//二、定义 HeroNode,每个 HeroNode 对象代表一个节点
class HeroNode{
public int no;//排名
public String name;//名字
public String nickname;//昵称
public HeroNode next;//指向下一个节点
//1.创建HeroNode对象的构造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//2.为了显示方便,重写toString方法
@Override
public String toString() {
return "HeroNode [排名 = " + no + ", 姓名 = " + name + ", 绰号 = " + nickname + "]";
}
}
开始测试... ... ... ... ...
顺序输出的单链表:
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
逆序输出的单链表(不破坏单链表结构):
HeroNode [排名 = 5, 姓名 = 关胜, 绰号 = 大刀]
HeroNode [排名 = 4, 姓名 = 公孙胜, 绰号 = 入云龙]
HeroNode [排名 = 2, 姓名 = 卢俊义, 绰号 = 玉麒麟]
HeroNode [排名 = 3, 姓名 = 吴用, 绰号 = 智多星]
HeroNode [排名 = 1, 姓名 = 宋江, 绰号 = 及时雨]