1.鏈表(Linked List)介紹
鏈表是有序的列表，但是它在內(nèi)存中是存儲如下
小結(jié)上圖:
1. 鏈表是以節(jié)點的方式來存儲,是鏈?zhǔn)酱鎯?/strong>
2. 每個節(jié)點包含 data 域， next 域：指向下一個節(jié)點.
3. 如圖：發(fā)現(xiàn)鏈表的各個節(jié)點不一定是連續(xù)存儲.
4. 鏈表分帶頭節(jié)點的鏈表和沒有頭節(jié)點的鏈表，根據(jù)實際的需求來確定
-
單鏈表(帶頭結(jié)點) 邏輯結(jié)構(gòu)示意圖如下
2.單鏈表的應(yīng)用實例
使用帶 head 頭的單向鏈表實現(xiàn) –水滸英雄排行榜管理完成對英雄人物的增刪改查操作顷啼， 注: 刪除和修改,查找
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第一種方法在添加英雄時，直接添加到鏈表的尾部
思路分析示意圖:
- 第二種方式在添加英雄時缩焦，根據(jù)排名將英雄插入到指定位置(如果有這個排名孽糖，則添加失敗皮官，并給出提示)
思路的分析示意圖:
- 修改節(jié)點功能
思路(1) 先找到該節(jié)點，通過遍歷愿吹，(2) temp.name = newHeroNode.name ; temp.nickname= newHeroNode.nickname
-
刪除節(jié)點
思路分析的示意圖:
- 完成的代碼演示:
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//進(jìn)行測試
//先創(chuàng)建節(jié)點
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及時雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "盧俊義", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吳用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林沖", "豹子頭");
//創(chuàng)建要給鏈表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
// singleLinkedList.add(hero1);
// singleLinkedList.add(hero4);
// singleLinkedList.add(hero2);
// singleLinkedList.add(hero3);
//加入按照編號的順序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//顯示一把
singleLinkedList.list();
//測試修改節(jié)點的代碼
HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小盧", "玉麒麟~~");
singleLinkedList.update(newHeroNode);
System.out.println("修改后的鏈表情況~~");
singleLinkedList.list();
//刪除一個節(jié)點
singleLinkedList.del(1);
singleLinkedList.del(4);
System.out.println("刪除后的鏈表情況~~");
singleLinkedList.list();
}
}
//定義 SingleLinkedList 管理我們的英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一個頭節(jié)點, 頭節(jié)點不要動, 不存放具體的數(shù)據(jù)
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
//添加節(jié)點到單向鏈表
//思路，當(dāng)不考慮編號順序時
//1. 找到當(dāng)前鏈表的最后節(jié)點
//2. 將最后這個節(jié)點的 next 指向 新的節(jié)點
public void add(HeroNode heroNode) {
//因為 head 節(jié)點不能動惜姐，因此我們需要一個輔助遍歷 temp
HeroNode temp = head;
//遍歷鏈表洗搂，找到最后
while (true) {
//找到鏈表的最后
if (temp.next == null) {//
break;
}
//如果沒有找到最后, 將將 temp 后移
temp = temp.next;
}
//當(dāng)退出 while 循環(huán)時，temp 就指向了鏈表的最后
//將最后這個節(jié)點的 next 指向 新的節(jié)點
temp.next = heroNode;
}
//第二種方式在添加英雄時载弄，根據(jù)排名將英雄插入到指定位置
//(如果有這個排名耘拇，則添加失敗，并給出提示)
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
//因為頭節(jié)點不能動宇攻，因此我們?nèi)匀煌ㄟ^一個輔助指針(變量)來幫助找到添加的位置
//因為單鏈表惫叛，因為我們找的 temp 是位于 添加位置的前一個節(jié)點，否則插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // flag 標(biāo)志添加的編號是否存在逞刷，默認(rèn)為 false
while (true) {
if (temp.next == null) {//說明 temp 已經(jīng)在鏈表的最后
break; //
}
if (temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到嘉涌，就在 temp 的后面插入
break;
} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//說明希望添加的 heroNode 的編號已然存在
flag = true; //說明編號存在
break;
}
temp = temp.next; //后移，遍歷當(dāng)前鏈表
}
//判斷 flag 的值
if (flag) { //不能添加夸浅，說明編號存在
System.out.printf("準(zhǔn)備插入的英雄的編號 %d 已經(jīng)存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
} else {
//插入到鏈表中, temp 的后面
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//修改節(jié)點的信息, 根據(jù) no 編號來修改仑最，即 no 編號不能改. //說明
//1. 根據(jù) newHeroNode 的 no 來修改即可
public void update(HeroNode newHeroNode) {
//判斷是否空
if (head.next == null) {
System.out.println("鏈表為空~");
return;
}
//找到需要修改的節(jié)點, 根據(jù) no 編號
//定義一個輔助變量
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false; //表示是否找到該節(jié)點
while (true) {
if (temp == null) {
break; //已經(jīng)遍歷完鏈表
}
if (temp.no == newHeroNode.no) {
//找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根據(jù) flag 判斷是否找到要修改的節(jié)點
if (flag) {
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
} else { //沒有找到
System.out.printf("沒有找到 編號 %d 的節(jié)點，不能修改\n", newHeroNode.no);
}
}
//刪除節(jié)點
//思路
//1. head 不能動帆喇，因此我們需要一個 temp 輔助節(jié)點找到待刪除節(jié)點的前一個節(jié)點
//2. 說明我們在比較時警医，是 temp.next.no 和 需要刪除的節(jié)點的 no 比較
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // 標(biāo)志是否找到待刪除節(jié)點的
while (true) {
if (temp.next == null) { //已經(jīng)到鏈表的最后
break;
}
if (temp.next.no == no) {
//找到的待刪除節(jié)點的前一個節(jié)點 temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //temp 后移，遍歷
}
//判斷 flag
if (flag) { //找到
//可以刪除
temp.next = temp.next.next;
} else {
System.out.printf("要刪除的 %d 節(jié)點不存在\n", no);
}
}
//顯示鏈表[遍歷]
public void list() {
//判斷鏈表是否為空
if (head.next == null) {
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//因為頭節(jié)點坯钦，不能動预皇，因此我們需要一個輔助變量來遍歷
HeroNode temp = head.next;
while (true) {
//判斷是否到鏈表最后
if (temp == null) {
break;
}
//輸出節(jié)點的信息
System.out.println(temp);
//將 temp 后移， 一定小心
temp = temp.next;
}
}
}
//定義 HeroNode 婉刀， 每個 HeroNode 對象就是一個節(jié)點
class HeroNode {
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next; //指向下一個節(jié)點
//構(gòu)造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//為了顯示方法吟温，我們重新 toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
}
}
單鏈表常見面試題
- 求單鏈表中有效節(jié)點的個數(shù)
代碼如下：
//方法：獲取到單鏈表的節(jié)點的個數(shù)(如果是帶頭結(jié)點的鏈表，需求不統(tǒng)計頭節(jié)點)
/**
* @param head 鏈表的頭節(jié)點
* @return 返回的就是有效節(jié)點的個數(shù)
*/
public static int getLength(HeroNode head){
if(head.next==null){ //空鏈表
return 0;
}
int length=0;
//定義一個輔助的變量, 這里我們沒有統(tǒng)計頭節(jié)點
HeroNode cur=head.next;
while(cur!=null){
length++;
cur=cur.next; //遍歷
}
return length;
}
- 查找單鏈表中的倒數(shù)第 k 個結(jié)點
代碼如下：
//查找單鏈表中的倒數(shù)第 k 個結(jié)點
//思路
//1. 編寫一個方法突颊，接收 head 節(jié)點鲁豪，同時接收一個 index
//2. index 表示是倒數(shù)第 index 個節(jié)點
//3. 先把鏈表從頭到尾遍歷潘悼，得到鏈表的總的長度 getLength
//4. 得到 size 后，我們從鏈表的第一個開始遍歷 (size-index)個爬橡，就可以得到
//5. 如果找到了挥等，則返回該節(jié)點，否則返回 nulll
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
//判斷如果鏈表為空堤尾，返回 null
if(head.next == null) {
return null;//沒有找到
}
//第一個遍歷得到鏈表的長度(節(jié)點個數(shù))
int size = getLength(head);
//第二次遍歷 size-index 位置肝劲，就是我們倒數(shù)的第 K 個節(jié)點
//先做一個 index 的校驗
if(index <=0 || index > size) {
return null;
}
//定義給輔助變量， for 循環(huán)定位到倒數(shù)的 index
HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
for(int i =0; i< size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}
- 單鏈表的反轉(zhuǎn)
-
思路分析圖解
- 代碼實現(xiàn)
//將單鏈表反轉(zhuǎn)
public static void reversetList(HeroNode head) {
//如果當(dāng)前鏈表為空郭宝，或者只有一個節(jié)點辞槐，無需反轉(zhuǎn)，直接返回
if(head.next == null || head.next.next == null) {
return ;
}
//定義一個輔助的指針(變量)粘室，幫助我們遍歷原來的鏈表
HeroNode cur = head.next;
HeroNode next = null;// 指向當(dāng)前節(jié)點[cur]的下一個節(jié)點
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
//遍歷原來的鏈表榄檬，每遍歷一個節(jié)點，就將其取出衔统，并放在新的鏈表 reverseHead 的最前端
while(cur != null) {
next = cur.next;//先暫時保存當(dāng)前節(jié)點的下一個節(jié)點鹿榜，因為后面需要使用
cur.next = reverseHead.next;//將 cur 的下一個節(jié)點指向新的鏈表的最前端
reverseHead.next = cur; //將 cur 連接到新的鏈表上
cur = next;//讓 cur 后移
}
//將 head.next 指向 reverseHead.next , 實現(xiàn)單鏈表的反轉(zhuǎn)
head.next = reverseHead.next;
}
- 從尾到頭打印單鏈表
- 思路分析圖解
