鏈表的定義

鏈表是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)泣懊，可以用任意一組存儲(chǔ)單元來存儲(chǔ)單鏈表中的數(shù)據(jù)元素吁津，存儲(chǔ)單元可以是不連續(xù)的。除了存儲(chǔ)每個(gè)數(shù)據(jù)元素的值之外晌块，還必須存儲(chǔ)知識(shí)其直接后繼元素的信息。定義如下的數(shù)據(jù)類存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)信息帅霜。

//鏈表結(jié)點(diǎn)的定義
class Node{
    Node next = null; // 結(jié)點(diǎn)域
    int data; // 數(shù)據(jù)域
    public Node(int data){
        this.data = data;
    }
}

鏈表的創(chuàng)建

給定一個(gè)數(shù)組匆背，用鏈表來存儲(chǔ)這個(gè)數(shù)組。循環(huán)遍歷數(shù)組身冀，把每個(gè)元素鏈接到鏈表中钝尸，最后返回頭結(jié)點(diǎn)。

public class TestNode{
    
    // 輸入一個(gè)整型數(shù)組搂根，創(chuàng)建成鏈表
    public Node createLinkList(int[] arr){
        Node head = new Node(arr[0]); //鏈表頭
        Node r = head; // 指向鏈表尾結(jié)點(diǎn)
        for(int i=1; i<arr.length; i++){
            Node pNode = new Node(arr[i]); // 新結(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生
            r.next = pNode; // 鏈表尾部增加新結(jié)點(diǎn)
            r = pNode; // r更新為新加的結(jié)點(diǎn)
        }
        return head;
    }
    
    // 返回鏈表的長(zhǎng)度
    public int length(Node head) {
        int length = 0;
        Node tmp = head;
        while(tmp != null){
            length++;
            tmp = tmp.next;
        }
        return length;
    }
    
    // 順序打印鏈表元素信息
    public void printLinkList(Node head){
        Node p = head;
        while(p != null){
            System.out.print(p.data+"->");
            p = p.next;
        }
        System.out.println();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,3,6,8,12,15,20};
        TestNode testNode = new TestNode();
        Node head = testNode.createLinkList(arr);
        testNode.printLinkList(head);
    }
}

鏈表的相關(guān)算法

1. 找出單鏈表中的倒數(shù)第k個(gè)元素

設(shè)置兩個(gè)指針p1蝶怔、p2，p1先前移k-1步兄墅，然后p1踢星、p2同時(shí)向前移動(dòng)。循環(huán)直到先行的p1值為NULL時(shí)隙咸，p2所指的位置就是所要找的倒數(shù)第k個(gè)位置沐悦。

//找出單鏈表中的倒數(shù)第k個(gè)元素
public Node findElem(Node head, int k){
    if(k < 1 || k > this.length(head))
        return null;
    Node p1 = head;
    Node p2 = head;
    for(int i=0; i<k-1; i++) // p1先走k-1步
        p1 = p1.next;
    while(p1 != null){ // p1,p2同時(shí)走，直到p1為null
        p1 = p1.next;
        p2 = p2.next;
    }
    return p2;
}

2. 實(shí)現(xiàn)鏈表的反轉(zhuǎn)

反轉(zhuǎn)一個(gè)鏈表五督，需要調(diào)整指針的指向藏否，具體需要操作3個(gè)相鄰的結(jié)點(diǎn)。

//如何實(shí)現(xiàn)鏈表的反轉(zhuǎn)
public Node ReverseIteratively(Node head){
    Node pReverseHead = head;
    Node pNode = head;
    Node pPrev = null;
    while(pNode != null){
        Node pNext = pNode.next;
        if(pNext == null)
            pReverseHead = pNode;
        pNode.next = pPrev;
        pPrev = pNode;
        pNode = pNext;
    }
    return pReverseHead;
}

3. 尋找單鏈表的中間結(jié)點(diǎn)

定義兩個(gè)指針p充包、q副签，從頭開始遍歷遥椿，p一次走兩步，q一次走一步淆储，p先到鏈表尾部冠场，q則恰好到達(dá)鏈表中部。

// 尋找單鏈表的中間結(jié)點(diǎn)
public Node SearchMid(Node head){
    Node p = head; 
    Node q = head; // 定義兩個(gè)指針
    while(p != null && p.next != null && p.next.next != null){
        p = p.next.next; // 一個(gè)每次走兩步
        q = q.next; // 一個(gè)每次走一步
    } // 每次走兩步的指針p到結(jié)尾時(shí)本砰，每次走一步的指針q剛好到中間結(jié)點(diǎn)
    return q;
}

4. 合并兩個(gè)有序鏈表碴裙，并使合并后的鏈表也有序

// 合并兩個(gè)有序鏈表，并使合并后的鏈表也有序
public Node mergeLink(Node head1, Node head2){
    Node head;
    Node p1 = head1;
    Node p2 = head2;
    if(head1.data < head2.data){
        head = new Node(head1.data);
        p1 = head1.next;
    }else{
        head = new Node(head2.data);
        p2 = head2.next;
    }
    Node pNode = head; 
    
    while(p1 != null && p2 != null){
        if(p1.data > p2.data){
            pNode.next = p2;
            p2 = p2.next;
        }else{
            pNode.next = p1;
            p1 = p1.next;
        }
        pNode = pNode.next;
    }
    if(p1 != null)
        pNode.next = p1;
    if(p2 != null)
        pNode.next = p2;
    return head;
}

// 合并兩個(gè)有序鏈表的遞歸方法
public Node mergeLink2(Node head1, Node head2){
    if(head1 == null) // 檢測(cè)head1是否為空
        return head2;
    else if(head2 == null) // 檢測(cè)head2是否為空
        return head1;
    Node head = null;
    if(head1.data < head2.data){ 
        head = head1;
        head.next = mergeLink2(head1.next, head2); // 遞歸調(diào)用
    }else{
        head = head2;
        head.next = mergeLink2(head1, head2.next); // 遞歸調(diào)用
    }
    return head;
}

5. 判斷兩個(gè)鏈表是否相交

如果兩個(gè)鏈表相交点额，那么一定有相同的尾結(jié)點(diǎn)舔株。所以只要判斷尾結(jié)點(diǎn)是否相等。

public boolean isIntersect(Node h1, Node h2){
    if(h1 == null || h2 == null)
        return false;
    Node tail1 = h1;
    while(tail1.next != null) // 找到鏈表h1的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
        tail1 = tail1.next;
    Node tail2 = h2;
    while(tail2.next != null) // 找到鏈表h2的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
        tail2 = tail2.next;
    return tail1 == tail2;
}

6. 找到兩個(gè)鏈表相交的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)

// 找到兩個(gè)鏈表相交的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
public static Node getFirstMeetNode(Node h1, Node h2){
    if(h1 == null || h2 == null)
        return null;
    Node tail1 = h1;
    int len1 = 1;
    while(tail1.next != null){ // 找到鏈表h1的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)
        tail1 = tail1.next;
        len1++;
    }
    Node tail2 = h2;
    int len2 = 1;
    while(tail2.next != null){ // 找到鏈表h2的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)
        tail2 = tail2.next;
        len2++;
    }
    
    if(tail1 != tail2) // 兩鏈表不相交
        return null;
    
    Node t1 = h1;
    Node t2 = h2;
    
    if(len1 > len2){ // 找出較長(zhǎng)的鏈表先遍歷
        int d = len1 - len2;
        while(d != 0){
            t1 = t1.next;
            d--;
        }
    }else{
        int d = len2 - len1;
        while(d != 0){
            t2 = t2.next;
            d--;
        }
    }
    while(t1 != t2){
        t1 = t1.next;
        t2 = t2.next;
    }
    return t1;
}

7. 檢測(cè)一個(gè)鏈表是否有環(huán)

兩個(gè)指針slow还棱、fast一個(gè)一次走一步载慈，一個(gè)一次走兩步，如果有環(huán)珍手，它們一定會(huì)相遇办铡。

public boolean IsLoop(Node head){
    Node fast = head;
    Node slow = head;
    if(fast == null){
        return false;
    }
    while(fast != null && fast.next != null){
        fast = fast.next.next;  // 快指針一次走兩步
        slow = slow.next; // 慢指針一次走一步
        if(fast == slow)
            return true;
    }
    return !(fast == null || fast.next == null);
}