Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之單鏈表深入理解
一、單鏈表(Linked List)簡(jiǎn)介


二、單鏈表的各種操作
1.單鏈表的創(chuàng)建和遍歷

2.單鏈表的按順序插入節(jié)點(diǎn) 以及節(jié)點(diǎn)的修改

3.單鏈表節(jié)點(diǎn)的刪除

4.以上單鏈表操作的代碼實(shí)現(xiàn) (通過(guò)一個(gè)實(shí)例應(yīng)用)
實(shí)例:使用帶head頭的單向鏈表實(shí)現(xiàn) - 水滸英雄排行榜管理
1) 完成對(duì)英雄人物的增刪改查操作,注:刪除和修改,查找
2)第一種方法在添加英雄時(shí),直接添加到鏈表的尾部
3)第二種方式在添加英雄時(shí),根據(jù)排名將英雄插入到指定位置(如果有這個(gè)排名,則添加失敗,并給出提示)
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 進(jìn)行測(cè)試
// 先創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及時(shí)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)建一個(gè)鏈表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
// 加入
// singleLinkedList.add(hero1);
// singleLinkedList.add(hero2);
// singleLinkedList.add(hero3);
// singleLinkedList.add(hero4);
// 加入按照編號(hào)的順序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
// 顯示
singleLinkedList.list();
// 測(cè)試修改節(jié)點(diǎn)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();
// 刪除節(jié)點(diǎn)
singleLinkedList.del(1);
singleLinkedList.del(4);
singleLinkedList.del(3);
singleLinkedList.del(2);
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(gè)頭節(jié)點(diǎn),頭節(jié)點(diǎn)不要?jiǎng)?,不存放具體的數(shù)據(jù)
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
// 添加節(jié)點(diǎn)到單向鏈表
// 思路,當(dāng)不考慮編號(hào)順序時(shí)
// 1.找到當(dāng)前鏈表的最后節(jié)點(diǎn)
// 2.將最后這個(gè)節(jié)點(diǎn)的next指向新的節(jié)點(diǎn)
public void add(HeroNode heroNode) {
// 因?yàn)閔ead節(jié)點(diǎn)不能動(dòng),因此我們需要一個(gè)輔助變量temp
HeroNode temp = head;
// 遍歷鏈表,找到最后
while (true) {
// 找到鏈表的最后
if (temp.next == null) {
break;
}
// 如果沒(méi)有找到最后,將temp后移
temp = temp.next;
}
// 當(dāng)退出while循環(huán)時(shí),temp就指向了鏈表的最后
// 將最后這個(gè)節(jié)點(diǎn)的next指向新的節(jié)點(diǎn)
temp.next = heroNode;
}
// 第二種方式在添加英雄時(shí),根據(jù)排名將英雄插入到指定位置
// (如果有這個(gè)排名,則添加失敗,并給出提示)
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
// 因?yàn)轭^節(jié)點(diǎn)不能動(dòng),因此我們?nèi)匀煌ㄟ^(guò)一個(gè)輔助指針(變量)來(lái)幫助找到添加的位置
// 因?yàn)閱捂湵?,因?yàn)槲覀冋业膖emp是位于添加位置的前一個(gè)節(jié)點(diǎn),否則插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;// flag標(biāo)志添加的編號(hào)是否存在,默認(rèn)為false
while (true) {
if (temp.next == null) {// 說(shuō)明temp已經(jīng)在鏈表的最后
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) {// 說(shuō)明希望添加的heroNode的編號(hào)已然存在
flag = true;// 說(shuō)明編號(hào)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,說(shuō)明編號(hào)存在
System.out.printf("準(zhǔn)備插入的英雄的編號(hào) %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(diǎn)的信息,根據(jù)no編號(hào)來(lái)修改,即no編號(hào)不能改
// 說(shuō)明
// 1.根據(jù)newHeroNode 的 no 來(lái)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(diǎn),根據(jù)no編號(hào)
// 定義一個(gè)輔助變量
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;// 表示是否找到該節(jié)點(diǎn)
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(diǎn)
if (flag) {
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
} else {// 沒(méi)有找到
System.out.printf("沒(méi)有找到編號(hào) %d 的節(jié)點(diǎn),不能修改\n", newHeroNode.no);
}
}
// 刪除節(jié)點(diǎn)
// 思路
// 1.head不能動(dòng),因此我們需要一個(gè)temp輔助節(jié)點(diǎn)找到待刪除節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)
// 2.說(shuō)明我們?cè)诒容^時(shí),是temp.next.no 和 需要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)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(diǎn)
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(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)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?jiǎng)h除的 %d 節(jié)點(diǎn)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?yàn)轭^節(jié)點(diǎn),不能動(dòng),因此我們需要一個(gè)輔助變量來(lái)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(diǎn)的信息
System.out.println(temp);
// 將temp后移,一定小心
temp = temp.next;
}
}
}
//定義HeroNode,每個(gè)HeroNode對(duì)象就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)
class HeroNode {
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next;// 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
// 構(gòu)造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
// 為了顯示方便,我們重寫(xiě)toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
}
}
三、單鏈表常見(jiàn)面試題
1.求單鏈表中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)
// 方法:獲取到單鏈表的節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)(如果是帶頭結(jié)點(diǎn)的鏈表,需要不統(tǒng)計(jì)頭節(jié)點(diǎn))
/**
* head 鏈表的頭節(jié)點(diǎn) 返回的就是有效節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)
*/
public static int getLength(HeroNode head) {
if (head.next == null) {// 空鏈表
return 0;
}
int length = 0;
// 定義一個(gè)輔助的變量,這里我們沒(méi)有統(tǒng)計(jì)頭節(jié)點(diǎn)
HeroNode cur = head.next;
while (cur != null) {
length++;
cur = cur.next;// 遍歷
}
return length;
}
2.查找單鏈表中的倒數(shù)第K個(gè)節(jié)點(diǎn)【新浪面試題】
// 查找單鏈表的倒數(shù)第k個(gè)結(jié)點(diǎn)【新浪面試題】
// 思路
// 1. 編寫(xiě)一個(gè)方法,接收head節(jié)點(diǎn),同時(shí)接收一個(gè)index
// 2. index 表示是倒數(shù)第index個(gè)節(jié)點(diǎn)
// 3. 先把鏈表從頭到尾遍歷,得到鏈表的總的長(zhǎng)度 getLength
// 4. 得到size后,我們從鏈表的第一個(gè)開(kāi)始遍歷(size - index)個(gè),就可以得到
// 5.如果找到了,則返回該節(jié)點(diǎn),否則返回null
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
// 判斷如果鏈表為空,返回null
if (head.next == null) {
return null;// 沒(méi)有找到
}
// 第一個(gè)遍歷得到鏈表的長(zhǎng)度(節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù))
int size = getLength(head);
// 第二次遍歷 size - index 位置,就是倒數(shù)的第index個(gè)節(jié)點(diǎn)
// 先做一個(gè)index的校驗(yàn)
if (index <= 0 || index > size) {
return null;
}
// 定義一個(gè)輔助變量,for 循環(huán)定位到倒數(shù)的index
HeroNode cur = head.next;// 3 - 1 = 2
for (int i = 0; i < size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}
3.單鏈表的反轉(zhuǎn)【騰訊面試題,有點(diǎn)難度】


注意這塊思路有點(diǎn)特殊,沒(méi)理解可以再看看?。。。。。?/p>

// 將單鏈表反轉(zhuǎn)
public static void reverseList(HeroNode head) {
// 如果當(dāng)前鏈表為空,或者只有一個(gè)節(jié)點(diǎn),無(wú)需反轉(zhuǎn),直接返回
if (head.next == null || head.next.next == null) {
return;
}
// 定義一個(gè)輔助的指針(變量),幫助我們遍歷原來(lái)的鏈表
HeroNode cur = head.next;
HeroNode next = null;// 指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)[cur]的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
// 遍歷原來(lái)的鏈表,每遍歷一個(gè)節(jié)點(diǎn),就將其取出,并放在新的鏈表reverseHead的最前端
// 這里難,動(dòng)腦筋
while (cur != null) {
next = cur.next;// 先暫時(shí)保存當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn),因?yàn)楹竺嫘枰褂?
cur.next = reverseHead.next;// 將cur的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)單鏈表的反轉(zhuǎn)
head.next = reverseHead.next;
}
4.從尾到頭打印單鏈表
【百度,要求方式1:反向遍歷。方式2:Stack?!?/p>
思路:
- 上面的題的要求就是逆序打印單鏈表
- 方式1:先將單鏈表進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作,然后再遍歷即可,這樣做的問(wèn)題是會(huì)破壞原來(lái)的單鏈表的結(jié)構(gòu),不建議
- 方式2:可以利用棧這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),將各個(gè)節(jié)點(diǎn)壓入到棧中,然后利用棧的先進(jìn)后出的特點(diǎn),就實(shí)現(xiàn)了逆序打印的效果
// 方式2:
// 可以利用棧這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),將各個(gè)節(jié)點(diǎn)壓入到棧中,然后利用棧的先進(jìn)后出的特點(diǎn),就實(shí)現(xiàn)了逆序打印的效果
public static void reversePrint(HeroNode head) {
if (head.next == null) {
return;// 空鏈表,不能打印
}
// 創(chuàng)建一個(gè)棧,將各個(gè)節(jié)點(diǎn)壓入棧
Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
HeroNode cur = head.next;
// 將鏈表的所有節(jié)點(diǎn)壓入棧
while (cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.next;// cur后移,這樣就可以壓入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)
}
// 將棧中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行打印,pop出棧
while (stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop());// stack的特點(diǎn)是先進(jìn)后出
}
}
到此這篇關(guān)于Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之單鏈表深入理解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java單鏈表內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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