算法通关村第一关——链表（黄金）
算法通关村第一关——链表（黄金）
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- 环形链表 II
- 双向链表
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- 1 设计双向链表
- 2 遍历链表
- 3 链表插入
- 4 链表删除
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环形链表 II
leetcode 142. 环形链表 II
详细过程可以看这个链接：142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）
public class Solution {
public ListNode detectCycle(ListNode head) {
ListNode fast = head, slow = head;
while (true) {
if (fast == null || fast.next == null) return null;
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
if (fast == slow) break;
}
fast = head;
while (slow != fast) {
slow = slow.next;
fast = fast.next;
}
return fast;
}
}
双向链表
1 设计双向链表
1.1 定义DoubleNode类（节点）
双向链表顾名思义，就有前后两个指针，所以节点就是一个记录前面的节点，一个记录后面的节点
public class DoubleNode {
public int data;
public DoubleNode prev;
public DoubleNode next;
public DoubleNode(){}
public DoubleNode(int data){
this.data = data;
}
}
1.2 定义DoublyLinkedList类（链表）
定义双向链表结构的时候，可以设置一个头指针，一个尾指针
我这里设置了两个构造方法，一个无参，一个有参
public class DoublyLinkedList {
int size;
DoubleNode head;
DoubleNode tail;
public DoublyLinkedList() {
this.size = 0;
head = null;
tail = head;
}
public DoublyLinkedList(DoubleNode head, int size ) {
this.size = size;
this.head = head;
tail = head;
}
}
然后简单测试一下能不能用：
public class testDoublyLinkedList {
public static void main(String[] args) {
DoubleNode head = new DoubleNode(1);
DoublyLinkedList doublyLinkedList = new DoublyLinkedList(head,1);
System.out.println(doublyLinkedList);
}
}
2 遍历链表
因为双向链表的特殊，那就会出现，可以从头节点遍历，也可以从尾节点遍历
// 从头部开始演绎
public void displayForward(){
System.out.print("List(first--->last): ");
DoubleNode curNode = head;
while (curNode != null){
System.out.print(curNode.data+" ");
curNode = curNode.next;
}
System.out.println();
}
//从尾部开始演绎
public void displayBackward() {
System.out.print("List(last--->first): ");
DoubleNode curNode = tail;
while (curNode != null) {
System.out.print(curNode.data+" ");
curNode = curNode.prev;
}
System.out.println();
}
测试一下：
public class testDoublyLinkedList {
public static void main(String[] args) {
DoubleNode head = new DoubleNode(1);
DoublyLinkedList doublyLinkedList = new DoublyLinkedList(head,1);
// 前遍历
doublyLinkedList.displayForward();
// 后遍历
doublyLinkedList.displayBackward();
System.out.println("链表的长度："+doublyLinkedList.size);
}
}
输出：
List(first--->last): 1
List(last--->first): 1
链表的长度：1
3 链表插入
链表插入，需要判断当前链表是否为空，如果为空，那么插入节点就不一样了
我们分开插入在头节点位置，插入在尾节点的位置和在中间
//检查链表是否为空
public boolean isEmpty() {
return (head == null);
}
//头部插入
public void insertFirst(int data) {
DoubleNode newDoubleNode = new DoubleNode(data);
if (isEmpty()) {
tail = newDoubleNode;
} else {//如果不是第一个结点的情况
head.prev = newDoubleNode; //将还没插入新结点之前链表的第一个结点的previous指向newNode
}
size++; // 插入节点，节点数+1
newDoubleNode.next = head; //将新结点的next指向first
head = newDoubleNode; //将新结点赋给first（链接）成为第一个结点
}
//尾部插入
public void insertLast(int data) {
DoubleNode newDoubleNode = new DoubleNode(data);
if (isEmpty()) {
head = newDoubleNode; //若链表为空，则将first指向新的结点（newNode）
} else {
newDoubleNode.prev = tail; //将新结点的prev指向尾结点（last永远指向的是最后一个结点）
//【此时还没有插入新的结点newNode，所以last指向的是当前链表的最后一个结点】
tail.next = newDoubleNode; //将last.next(当前链表最后一个结点的next域)指向新的结点newNode
}
size++; // 插入节点，节点数+1
tail = newDoubleNode; //由于插入了一个新的结点，又因为是尾部插入，所以将last指向newNode
}
我这里写了两个插入链表的方法：
- 在想要的位置插入节点
- 在带有想要的数据的节点，后面，插入节点
第一种：
/**
* 在某个位置插入节点
* @param index 某个位置
* @param data
*/
public void insertNodeByIndex(int index, int data) {
if (index < 1 || index > size){
System.out.println("该位置不存在");
}
if (index == 1){
insertFirst(data);
return;
}
if (index == size){
insertLast(data);
return;
}
//找到前驱
DoubleNode preNode = head;
for(int i = 1; i < index-1; i++){
preNode = preNode.next;
}
// 新建节点
DoubleNode newNode = new DoubleNode(data);
newNode.next = preNode.next;
preNode.next.prev = newNode;
newNode.prev = preNode;
preNode.next = newNode;
size++;
}
第二种：
/**
* 在某个节点的后面插入节点
* @param key 某个节点的值（也就是要在有这个节点值的后面插入节点）
* @param data
*/
//某个结点的后部插入
public void insertAfter(int key, int data) {
DoubleNode newDoubleNode = new DoubleNode(data);
DoubleNode current = head;
while ((current != null) && (current.data != key)) {
current = current.next;
}
//若当前结点current为空
if (current == null) { //current为null有两种情况 一种是链表为空，一种是找不到key值
if (isEmpty()) { //1、链表为空
head = newDoubleNode; //则插入第一个结点（其实可以调用其它的Insert方法）
tail = newDoubleNode; //first和last均指向该结点（第一个结点）
} else {
tail.next = newDoubleNode; //2、找不到key值
newDoubleNode.prev = tail; //则在链表尾部插入一个新的结点
tail = newDoubleNode;
}
} else {
if (current == tail) { //第三种情况，找到了key值，分两种情况
newDoubleNode.next = null; //1、key值与最后结点的data相等
tail = newDoubleNode; //由于newNode将是最后一个结点，则将last指向newNode
} else {
newDoubleNode.next = current.next; //2、两结点中间插入 四
current.next.prev = newDoubleNode; //将current当前结点的下一个结点赋给newNode.next
} //将current下一个结点即current.next的previous域指向current
current.next = newDoubleNode; //将当前结点的next域指向newNode
newDoubleNode.prev = current; //将新结点的previous域指向current（current在newNode前面一个位置）
}
size++;
}
测试一下：
public class testDoublyLinkedList {
public static void main(String[] args) {
DoubleNode head = new DoubleNode(1);
DoublyLinkedList doublyLinkedList = new DoublyLinkedList(head,1);
doublyLinkedList.insertFirst(2);
doublyLinkedList.insertLast(3);
doublyLinkedList.insertNodeByIndex(2,4);
doublyLinkedList.insertAfter(3,5);
// 前遍历
doublyLinkedList.displayForward();
// 后遍历
doublyLinkedList.displayBackward();
System.out.println("链表的长度："+doublyLinkedList.size);
}
}
输出：
List(first--->last): 2 4 1 3 5
List(last--->first): 5 3 1 4 2
链表的长度：5
4 链表删除
删除节点其实跟插入差别不大，我这里只写了一个按值删除
//从头部删除结点
public DoubleNode deleteFirst() {
DoubleNode temp = head;
if (head.next == null) { //若链表只有一个结点，删除后链表为空，将last指向null
tail = null;
} else {
head.next.prev = null; //若链表有两个（包括两个）以上的结点 ，因为是头部插入，则first.next将变成第一个结点，其previous将变成null
}
head = head.next; //将first.next赋给first
size--;
return temp; //返回删除的结点
}
//从尾部删除结点
public DoubleNode deleteLast() {
DoubleNode temp = tail;
if (head.next == null) { //如果链表只有一个结点，则删除以后为空表,last指向null
head = null;
} else {
tail.prev.next = null; //将上一个结点的next域指向null
}
tail = tail.prev; //上一个结点称为最后一个结点，last指向它
size--;
return temp; //返回删除的结点
}
//按值删除
public DoubleNode deleteKey(int key) {
DoubleNode current = head;
while (current != null && current.data != key) { //遍历链表寻找该值所在的结点
current = current.next;
}
if (current == null) { //若当前结点指向null则返回null，
return null; //两种情况当前结点指向null，一是该链表为空链表，而是找不到该值
} else {
if (current == head) { //如果current是第一个结点
head = current.next; //则将first指向它，将该结点的previous指向null,其余不变
current.next.prev = null;
} else if (current == tail) { //如果current是最后一个结点
tail = current.prev; //将last指向当前结点的上一个结点（我们将当前结点除名了以后它便不再是最后一个了）
current.prev.next = null; //相应的要删除结点的上一个结点的next域应指向null
} else {
current.prev.next = current.next; //当前结点的上一个结点的next域应指向当前的下一个结点
current.next.prev = current.prev; //当前结点的下一个结点的previous域应指向当前结点的上一个结点
}
}
size--;
return current; //返回
}
然后测试一下：
public class testDoublyLinkedList {
public static void main(String[] args) {
DoubleNode head = new DoubleNode(1);
DoublyLinkedList doublyLinkedList = new DoublyLinkedList(head,1);
doublyLinkedList.insertFirst(2);
doublyLinkedList.insertLast(3);
doublyLinkedList.insertNodeByIndex(2,4);
doublyLinkedList.insertAfter(3,5);
/*List(first--->last): 2 4 1 3 5
List(last--->first): 5 3 1 4 2*/
doublyLinkedList.deleteFirst();
doublyLinkedList.deleteLast();
doublyLinkedList.deleteKey(1);
/* List(first--->last): 4 3
List(last--->first): 3 4
链表的长度：2 */
// 前遍历
doublyLinkedList.displayForward();
// 后遍历
doublyLinkedList.displayBackward();
System.out.println("链表的长度："+doublyLinkedList.size);
}
}
输出：
List(first--->last): 4 3
List(last--->first): 3 4
链表的长度：2
搞定~~~