数组实现单链表(Java)
单链表是一种基本数据结构，可分为有头指针和无头指针，每个节点存在值域和指针域，指针域指向下一个节点。
一.首先定义一个节点类
//定义一个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 No, String Name, String Nickname) {
this.no = No;
this.name = Name;
this.nickname = Nickname;
}
//为了显示方便，我们重写一下toString方法
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}这个节点类包含了节点的值域和指针域，值域中有节点序号，名称，昵称，指针域next指向下一个节点。
二.单链表操作实现(增，删，改，显示)
//定义一个SingleLinkedList来管理我们的信息
class SingleLinkList{
//先初始化一个头节点，头节点不能动,不存放具体的数据
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
public HeroNode getHead(){
return head;
}
/**
* 添加节点到单项链表
*/
public void add(HeroNode heroNode){
//*当不考虑编号顺序时*找到最后一个节点，然后把最后一个节点的next域指向新添加的节点
//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历指针temp
HeroNode temp = head;
//遍历链表
while(true){
//找到链表的最后
if(temp.next == null){
break;
}
//如果没有找到最后，就将temp后移
temp = temp.next;
/*
说明退出循环的时候，temp指向的是链表的最后
*/
}
//连上新节点
temp.next = heroNode;
}
/**
* 按照顺序添加节点
* @param heroNode
*/
public void addByOrder(HeroNode heroNode){
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; //flag标志添加的节点是否存在，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){ //说明插入的节点已经存在
flag = true;
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no){ //说明已经找到插入的位置
break;
}
temp = temp.next;
}
if(flag){
System.out.println("准备插入的节点已经存在");
}else {
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
/**
* 单链表节点的修改（根据编号）
*
*/
public void update(HeroNode newHeroNode){
//判断是否为空
if(head.next == null){
System.out.println("链表为空");
return;
}
//根据编号修改
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;
//循环遍历
while(true){
if(temp == null){ //表示已经遍历完这个链表了
break;
}
if(temp.no == newHeroNode.no){
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
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\n",newHeroNode.no);
}
}
/**
* 根据序号 删除节点
*
* 先找到待删除节点的前一个节点
* temp.next = temp.next.next
* 被删除的节点将没有任何指向，会被垃圾回收机制回收
*/
public void delete(int no){
HeroNode temp = head; //注意这里要先让辅助指针指向head,而不能是head.next
boolean flag = false;
while(true){
if(temp.next == null){ //表示已经遍历完整个链表
break;
}
if(temp.next.no == no){ //表示已经找到待删除节点的前一个节点
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
if(flag){
temp.next = temp.next.next;
}else {
System.out.printf("没有找到待删除的节点的序号%d，无法删除\n",no);
}
}
/**
* 显示链表[遍历]
*/
public void list(){
//先判断链表是否为空
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){
//判断是否到链表尾部
if(temp == null){
break;
}
//如果没到尾部，那就输出节点信息，输出后，一定要后移指针
System.out.println(temp);
temp = temp.next;
}
}
}三.有效节点，查找，反转的操作实现
1.获取单链表中有效节点的个数
/**
*
* 1. 新浪面试题，获取单链表中有效节点的个数
* @param head 链表的头节点
* @return 返回的是有效节点的个数
*/
public static int getLength(HeroNode head){
if(head.next == null){
return 0;
}
int length = 0;
//定义一个辅助变量
HeroNode auxiliary1 = head.next;
while (auxiliary1 != null){
length++;
auxiliary1 = auxiliary1.next;
}
return length;
}
2.找到倒数第index个节点
/**
*
* 2.新浪面试题：找到倒数第index个节点
* @param head
* @param index
* @return
*/
public static HeroNode findLastNode(HeroNode head,int index){
if(head == null){
return null;
}
int size = getLength(head);
if(index <= 0 || index > size){
return null;
}
//定义辅助指针
/*
找到倒数第index个节点，需要遍历 size - index 下
*/
HeroNode auxiliary2 = head.next;
for(int i = 0; i < size - index; i++){
auxiliary2 = auxiliary2.next;
}
//遍历结束表示找到这个节点，返回
return auxiliary2;
}
3.反转单链表
/**
* 反转单链表链表:
*
* 思路：1.先定义一个reverseHead节点
* 2.从头到尾遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并且放在新的链表reverseHead的最前端
* 3.原来的链表的head.next = reverseHead.next
* @param head
*/
public static void reverseList (HeroNode head){
//如果当前链表为空，直接返回
if(head.next == null || head.next.next == null){
return;
}
//定义一个辅助指针，帮助遍历原来链表
HeroNode auxiliary3 = head.next;
HeroNode next = null; //指向当前节点[auxiliary3]的下一个节点
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0,"","");
//遍历原来的链表
while(auxiliary3 != null){
next = auxiliary3.next; //暂时保存当前节点的下一个节点
auxiliary3.next = reverseHead.next; //新链表的头节点指向变成辅助节点下一个节点的指向
reverseHead.next = auxiliary3; //连接新的头节点和辅助节点
auxiliary3 = next; //后移
}
//遍历结束意味着新的链表生成，这时候需要销毁自定义反转链表头，即让原始链表头指向自定义链表的next节点
head.next = reverseHead.next;
}
四.用栈实现单链表的逆序打印
/**
* 逆序打印单链表
* 利用栈这种数据结构，将各个节点压入栈中，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; //空链表无法打印
}
//创建一个栈，将各个节点压入栈中
Stack stack = new Stack();
HeroNode axillary4 = head.next;
while(axillary4 != null){
stack.push(axillary4);
axillary4 = axillary4.next;
}
//将栈中的节点进行打印
//出栈(弹出pop)
while(stack.size() > 0){
System.out.println(stack.pop());
}
}
五.Demo类初始化单链表
public static void main(String[] args) {
/*进行测试
先创建一个节点
*/
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");
//创建要给的链表
SingleLinkList singleLinkList = new SingleLinkList();
//加入
// singleLinkList.add(hero1);
// singleLinkList.add(hero2);
// singleLinkList.add(hero3);
// singleLinkList.add(hero4);
//测试按照顺序添加节点的代码
singleLinkList.addByOrder(hero1);
singleLinkList.addByOrder(hero4);
singleLinkList.addByOrder(hero3);
singleLinkList.addByOrder(hero2);
singleLinkList.list();
System.out.println("------------------------------------------------");
//测试修改节点的代码
HeroNode newHero = new HeroNode(2,"小卢","小麒麟");
singleLinkList.update(newHero);
singleLinkList.list();
System.out.println("------------------------------------------------");
//测试删除节点的代码
singleLinkList.delete(1);
singleLinkList.list();
System.out.println("---------------------------------------------------------");
//测试一下求单链表中有效节点的个数(不含头)
System.out.println("有效节点的个数 = " + getLength(singleLinkList.getHead()));
System.out.println("---------------------------------------------------------");
//测试一下求链表中倒数第2个节点
HeroNode result = findLastNode(singleLinkList.getHead(),2);
System.out.println(result);
System.out.println("----------------------------------------------------------");
//测试一下反转链表
reverseList(singleLinkList.getHead());
singleLinkList.list();
System.out.println("----------------------------------------------------------");
//测试用栈实现单链表的逆序打印
reversePrint(singleLinkList.getHead());
}