Java數(shù)據(jù)結構與算法之單鏈表深入理解
一、單鏈表(Linked List)簡介
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 以及節(jié)點的修改
3.單鏈表節(jié)點的刪除
4.以上單鏈表操作的代碼實現(xiàn) (通過一個實例應用)
實例:使用帶head頭的單向鏈表實現(xiàn) - 水滸英雄排行榜管理
1) 完成對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,直接添加到鏈表的尾部
3)第二種方式在添加英雄時,根據(jù)排名將英雄插入到指定位置(如果有這個排名,則添加失敗,并給出提示)
public class SingleLinkedListDemo { public static void main(String[] args) { // 進行測試 // 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)建一個鏈表 SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList(); // 加入 // singleLinkedList.add(hero1); // singleLinkedList.add(hero2); // singleLinkedList.add(hero3); // singleLinkedList.add(hero4); // 加入按照編號的順序 singleLinkedList.addByOrder(hero1); singleLinkedList.addByOrder(hero4); singleLinkedList.addByOrder(hero2); singleLinkedList.addByOrder(hero3); // 顯示 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(); // 刪除節(jié)點 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,當不考慮編號順序時 // 1.找到當前鏈表的最后節(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,因此我們需要一個輔助變量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; } // 如果沒有找到最后,將temp后移 temp = temp.next; } // 當退出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,根據(jù)排名將英雄插入到指定位置 // (如果有這個排名,則添加失敗,并給出提示) public void addByOrder(HeroNode heroNode) { // 因為頭節(jié)點不能動,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,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標志添加的編號是否存在,默認為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,,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,遍歷當前鏈表 } // 判斷flag的值 if (flag) {// 不能添加,說明編號存在 System.out.printf("準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,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,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,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;// 標志是否找到待刪除節(jié)點 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,不能動,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,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toString @Override public String toString() { return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]"; } }
三、單鏈表常見面試題
1.求單鏈表中節(jié)點的個數(shù)
// 方法:獲取到單鏈表的節(jié)點的個數(shù)(如果是帶頭結點的鏈表,需要不統(tǒng)計頭節(jié)點) /** * head 鏈表的頭節(jié)點 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; }
2.查找單鏈表中的倒數(shù)第K個節(jié)點【新浪面試題】
// 查找單鏈表的倒數(shù)第k個結點【新浪面試題】 // 思路 // 1. 編寫一個方法,接收head節(jié)點,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,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,就可以得到 // 5.如果找到了,則返回該節(jié)點,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,就是倒數(shù)的第index個節(jié)點 // 先做一個index的校驗 if (index <= 0 || index > size) { return null; } // 定義一個輔助變量,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【騰訊面試題,有點難度】
注意這塊思路有點特殊,沒理解可以再看看?。。。。?!
// 將單鏈表反轉 public static void reverseList(HeroNode head) { // 如果當前鏈表為空,或者只有一個節(jié)點,無需反轉,直接返回 if (head.next == null || head.next.next == null) { return; } // 定義一個輔助的指針(變量),幫助我們遍歷原來的鏈表 HeroNode cur = head.next; HeroNode next = null;// 指向當前節(jié)點[cur]的下一個節(jié)點 HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", ""); // 遍歷原來的鏈表,每遍歷一個節(jié)點,就將其取出,并放在新的鏈表reverseHead的最前端 // 這里難,動腦筋 while (cur != null) { next = cur.next;// 先暫時保存當前節(jié)點的下一個節(jié)點,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 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:先將單鏈表進行反轉操作,然后再遍歷即可,這樣做的問題是會破壞原來的單鏈表的結構,不建議
- 方式2:可以利用棧這個數(shù)據(jù)結構,將各個節(jié)點壓入到棧中,然后利用棧的先進后出的特點,就實現(xiàn)了逆序打印的效果
// 方式2: // 可以利用棧這個數(shù)據(jù)結構,將各個節(jié)點壓入到棧中,然后利用棧的先進后出的特點,就實現(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)建一個棧,將各個節(jié)點壓入棧 Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>(); HeroNode cur = head.next; // 將鏈表的所有節(jié)點壓入棧 while (cur != null) { stack.push(cur); cur = cur.next;// cur后移,這樣就可以壓入下一個節(jié)點 } // 將棧中的節(jié)點進行打印,pop出棧 while (stack.size() > 0) { System.out.println(stack.pop());// stack的特點是先進后出 } }
到此這篇關于Java數(shù)據(jù)結構與算法之單鏈表深入理解的文章就介紹到這了,更多相關Java單鏈表內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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