参考bili中的视频和笔记内容
https://www.bilibili.com/video/BV1E4411H73v
链表包含以下特点:
(1)链表是以节点的方式来存储,是链式存储
(2)每个节点包含data域,next域。其中,data域(数据域)用来存储数据,next域(指针域)用来指向下一个节点。
(3) 链表的各个节点不一定是连续存储
(4)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。
(5)单链表(带头节点)逻辑结构示意图如下:
需求:
使用带head节点的单向链表实现:水浒英雄排行榜管理 ,完成对英雄人物的增删改查操作。
//定义HeroNode,每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;//英雄的排名
public String name;//英雄的名称
public String nickname;//英雄的昵称
public HeroNode next;//指向下一个节点
//构造器(构造方法)
public HeroNode(int no,String name,String nickname){
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//为了显示方法,我们重写toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" + "no=" + no + ", name='" + name + ", nickname='" + nickname + '}';
}
}
具体需求为:在添加英雄时,直接添加到链表的尾部
思路分析:
添加(创建):
1.先创建一个head头节点,作用就是表示单链表的头
2.后面我们每添加一个节点,就直接加入到链表的最后
代码实现:
//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变量
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temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时,temp就指向了链表的最后
temp.next = heroNode;
/*
另一种写法:
while(temp.next!=null){
temp = temp.next;
}
temp.next = heroNode;*/
}
}
在添加英雄时,根据排名将英雄插入到指定位置
注意:在插入过程中,如果有这个排名,则添加失败,并给出提示
思路分析
需要按照编号的顺序添加
1.首先找到新添加的节点的位置,是通过辅助变量(指针)temp,通过遍历来搞定
2.新的节点.next=temp.next
3.将temp.next=新的节点
代码演示
//按排名添加
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
//找的临时变量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的编号已经存在
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,说明编号已经存在
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;
}
}
遍历:
通过一个辅助变量遍历,帮助遍历整个链表
//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);
temp = temp.next;
}
}
思路分析
修改节点的信息,根据no编号来修改,即no编号不能改
(1)通过遍历,先找到该节点
(2)temp.name = newHeroNode.name
temp.nickname=newHeroNode.nickname
代码演示
//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");
return;
}
//找到需要修改的节点
//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);
}
}
思路分析示意图:
从单链表中删除一个节点的思路
1.我们先找到需要删除的这个节点的前一个节点temp
2.temp.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
代码演示
//删除节点
//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.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
while(true){
if(temp.next == null){
//已经到链表的最后
break;
}
if(temp.next.no == no){
//找到待删除节点的前一个节点temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //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);
}
}
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();
//显示添加前的效果
singleLinkedList.list();
/* //添加元素
singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero3);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero4);
//显示添加后的效果
singleLinkedList.list();*/
//按照编号的顺序进行添加
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//显示添加后的效果
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("修改后链表的情况:");
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();
}
}
对以上各个单独部分的整合
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();
//显示添加前的效果
singleLinkedList.list();
/* //添加元素
singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero3);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero4);
//显示添加后的效果
singleLinkedList.list();*/
//按照编号的顺序进行添加
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//显示添加后的效果
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("修改后链表的情况:");
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();
}
}
//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变量
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temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时,temp就指向了链表的最后
temp.next = heroNode;
/*
另一种写法:
while(temp.next!=null){
temp = temp.next;
}
temp.next = heroNode;*/
}
//按排名添加
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
//找的临时变量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的编号已经存在
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,说明编号已经存在
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){
//判断是否为空
if(head.next == null){
System.out.println("链表为空");
return;
}
//找到需要修改的节点
//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
//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.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
while(true){
if(temp.next == null){
//已经到链表的最后
break;
}
if(temp.next.no == no){
//找到待删除节点的前一个节点temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //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);
temp = temp.next;
}
}
}
//定义HeroNode,每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;//英雄的排名
public String name;//英雄的名称
public String nickname;//英雄的昵称
public HeroNode next;//指向下一个节点
//构造器(构造方法)
public HeroNode(int no,String name,String nickname){
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//为了显示方法,我们重写toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" + "no=" + no + ", name='" + name + ", nickname='" + nickname + '}';
}
分析:获取到单链表的节点的个数(如果是带头节点的链表,需要不统计头节点)
head:链表的头节点
返回的是有效节点的个数,即链表的长度
代码实现
//获取单链表节点个数
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;
}
【新浪面试题】
思路分析
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(上个题目中有做法)
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,就返回该节点,否则返回null
代码实现
//查找单链表中的倒数第k个节点
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head,int index){
//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;
for(int i=0;i<size-index;i++){
cur = cur.next;
}
return cur;
}
【腾讯面试题】
1.先定义一个节点reverseHead=new HeroNode();
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reverseHead的最前端
3.原来的链表head.next=reverseHead.next
代码实现
//单链表反转
public static void reverseList(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
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;
}
【百度面试题】
思路分析
需求是逆序打印单链表,有两种实现方式
方式一:先将单链表进行反转操作,然后再遍历即可,这样做的问题是会破会原来的单链表的结构,不建议
方式二: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
代码实现
//单链表的逆序打印
//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
}
}
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;
ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}*/
public class Solution {
public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
if(list1 == null){
return list2;
}
if(list2 == null){
return list1;
}
ListNode newList = null;
ListNode temp = null;
while(list1!=null && list2!=null){
if(list1.val <= list2.val){
if(newList == null){
newList = temp = list1;
list1 = list1.next;
}else{
temp.next = list1;
temp = temp.next;
list1 = list1.next;
}
}else{
if(newList == null){
newList = temp = list2;
list2 = list2.next;
}else{
temp.next = list2;
temp = temp.next;
list2 = list2.next;
}
}
}
if(list1!=null){
temp.next = list1;
}
if(list2!=null){
temp.next = list2;
}
return newList;
}
}
使用单链表的缺点:
(1)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
(2)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,所以删除单链表的节点时,总是找到temp,temp是待删除节点的前一个节点
需求:使用带head节点的双向链表实现水浒英雄排行榜
首先,定义双向链表的节点类
class DoubleNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public DoubleNode next; //指向下一个节点,默认为null
public DoubleNode pre; //指向前一个节点,默认为null
//构造方法
public DoubleNode(int no,String name,String nickname){
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//为了显示方法,重写toString
@Override
public String toString() {
return "DoubleNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
遍历过程和单链表的大体一样,通过一个辅助变量,遍历整个链表。区别是可以向前遍历,也可以向后遍历
代码实现
//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
DoubleNode 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;
}
}
默认添加到双向链表的最后
(1) 先找到双向链表的最后这个节点
(2) temp.next = newNode
(3) newNode.pre = temp;
代码实现
//添加一个节点到双向链表的最后
public void add(DoubleNode node){
//因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助变量temp
DoubleNode 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,将temp后移
temp = temp.next;
}
//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 = node;
node.pre = temp;
}
//修改节点的内容
public void update(DoubleNode node){
//判断是否为空
if(head.next == null){
System.out.println("链表为空...");
return;
}
//找到需要修改的节点,根据no编号修改
//定义一个辅助变量
DoubleNode 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 == node.no){
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 = node.name;
temp.nickname = node.nickname;
}else{
//没有找到
System.out.println("没有找到该编号的节点");
}
}
(1)直接找到要删除的节点,比如temp
(2)temp.pre.next = temp.next
(3)temp.next.pre = temp.pre
//向双向链表中删除一个节点
//1.对于双向链表,我们可以直接找到要删除的这个节点
//2.找到后,自我删除即可
public void del(int no){
//判断当前链表是否为空
if(head.next == null){
System.out.println("链表为空,无法删除");
return;
}
DoubleNode temp = head.next; //辅助变量(指针)
boolean flag = false; //标志是否找到待删除节点的
while(true){
if(temp == null){
//已经到链表最后
break;
}
if(temp.no == no){
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //temp后移,遍历
}
//判断flag
if(flag){
//可以删除
temp.pre.next = temp.next;
if(temp.next != null) {
temp.next.pre = temp.pre;
}
}else{
System.out.println("要删除的节点不存在");
}
}
package datastructure;
public class DoubleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
System.out.println("双向链表的测试");
//先创建节点
DoubleNode n1 = new DoubleNode(1,"宋江","及时雨");
DoubleNode n2 = new DoubleNode(2,"卢俊义","玉麒麟");
DoubleNode n3 = new DoubleNode(3,"吴用","智多星");
DoubleNode n4 = new DoubleNode(4,"林冲","豹子头");
//创建一个双向链表
DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList();
list.add(n1);
list.add(n2);
list.add(n3);
list.add(n4);
list.list();
DoubleNode n5 = new DoubleNode(2,"小卢","玉麒麟...");
list.update(n5);
DoubleNode n6 = new DoubleNode(6,"","太阳");
list.update(n6);
list.list();
//删除
list.del(1);
list.list();
}
}
//创建一个双向链表的类
class DoubleLinkedList{
//先初始化一个头节点,头节点不要动,不存放具体的数据
private DoubleNode head = new DoubleNode(0,"","");
//返回头节点
public DoubleNode getHead(){
return head;
}
//遍历双向链表的方法
//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
DoubleNode 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;
}
}
//添加一个节点到双向链表的最后
public void add(DoubleNode node){
//因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助变量temp
DoubleNode 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,将temp后移
temp = temp.next;
}
//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 = node;
node.pre = temp;
}
//修改节点的内容
public void update(DoubleNode node){
//判断是否为空
if(head.next == null){
System.out.println("链表为空...");
return;
}
//找到需要修改的节点,根据no编号修改
//定义一个辅助变量
DoubleNode 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 == node.no){
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 = node.name;
temp.nickname = node.nickname;
}else{
//没有找到
System.out.println("没有找到该编号的节点");
}
}
//向双向链表中删除一个节点
//1.对于双向链表,我们可以直接找到要删除的这个节点
//2.找到后,自我删除即可
public void del(int no){
//判断当前链表是否为空
if(head.next == null){
System.out.println("链表为空,无法删除");
return;
}
DoubleNode temp = head.next; //辅助变量(指针)
boolean flag = false; //标志是否找到待删除节点的
while(true){
if(temp == null){
//已经到链表最后
break;
}
if(temp.no == no){
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //temp后移,遍历
}
//判断flag
if(flag){
//可以删除
temp.pre.next = temp.next;
if(temp.next != null) {
temp.next.pre = temp.pre;
}
}else{
System.out.println("要删除的节点不存在");
}
}
}
class DoubleNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public DoubleNode next; //指向下一个节点,默认为null
public DoubleNode pre; //指向前一个节点,默认为null
//构造方法
public DoubleNode(int no,String name,String nickname){
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//为了显示方法,重写toString
@Override
public String toString() {
return "DoubleNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}