1.链表(Linked List)介绍
链表是有序的列表，但是它在内存中是存储如下
小结上图:
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：指向下一个节点.
3. 如图：发现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
-
单链表(带头结点) 逻辑结构示意图如下
2.单链表的应用实例
使用带 head 头的单向链表实现 –水浒英雄排行榜管理完成对英雄人物的增删改查操作， 注: 删除和修改,查找
-
第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部
思路分析示意图:
- 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)
思路的分析示意图:
- 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
-
删除节点
思路分析的示意图:
- 完成的代码演示:
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();
}
}
//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;
}
}
}
//定义 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;
}
//为了显示方法，我们重新 toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
}
}
单链表常见面试题
- 求单链表中有效节点的个数
代码如下：
//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
代码如下：
//查找单链表中的倒数第 k 个结点
//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
-
思路分析图解
- 代码实现
//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
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
- 思路分析图解