LinkedList

链表是有序的列表,但它在内存里是无序的。

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  • 链表是以节点的方式来存储,是链式存储
  • 每个节点包含data 域, next 域:指向下一个节点
  • 各个节点不一定是连续存储.
  • 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:

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实现:

package linkedlist;

/**
 * @Author
 * @Date: 2020/5/11 10:59
 */

import java.util.Stack;

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);

        // 测试一下单链表的反转功能
        System.out.println("原来链表的情况~~");
        singleLinkedList.list();

//    System.out.println("反转单链表~~");
//    reversetList(singleLinkedList.getHead());
//    singleLinkedList.list();

        System.out.println("测试逆序打印单链表, 没有改变链表的结构~~");
        reversetList(singleLinkedList.getHead());


    //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();

    //测试一下 求单链表中有效节点的个数
    System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//2

    //测试一下看看是否得到了倒数第K个节点
    HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3);
    System.out.println("res=" + res);


    }
    //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
        //动脑筋
        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;
    }

    //查找单链表中的倒数第k个结点 【新浪面试题】
    //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;

    }

    //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;
    }

}


//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, "", "");


    //返回头节点
    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    //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 + "]";
    }

}




双向链表

单向链表查找的方向只能是一个方向而双向链表可以向前或者向后查找单向链表不能自我删除需要靠辅助节点而双向链表则可以自我删除所以前面我们单链表删除时节点总是找到temp,temp是待删除节点的前一个节点

package linkedlist;


public class DoubleLinkedListDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 测试
        System.out.println("双向链表的测试");
        // 先创建节点
        HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");
        // 创建一个双向链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
        doubleLinkedList.add(hero1);
        doubleLinkedList.add(hero2);
        doubleLinkedList.add(hero3);
        doubleLinkedList.add(hero4);

        doubleLinkedList.list();

        // 修改
        HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4, "公孙胜", "入云龙");
        doubleLinkedList.update(newHeroNode);
        System.out.println("修改后的链表情况");
        doubleLinkedList.list();

        // 删除
        doubleLinkedList.del(3);
        System.out.println("删除后的链表情况~~");
        doubleLinkedList.list();



    }

}

// 创建一个双向链表的类
class DoubleLinkedList {

    // 先初始化一个头节点, 头节点不要动, 不存放具体的数据
    private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");

    // 返回头节点
    public HeroNode2 getHead() {
        return head;
    }

    // 遍历双向链表的方法
    // 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
        HeroNode2 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;
        }
    }

    // 添加一个节点到双向链表的最后.
    public void add(HeroNode2 heroNode) {

        // 因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode2 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
        // 形成一个双向链表
        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }

    // 修改一个节点的内容, 可以看到双向链表的节点内容修改和单向链表一样
    // 只是 节点类型改成 HeroNode2
    public void update(HeroNode2 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
        HeroNode2 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);
        }
    }

    // 从双向链表中删除一个节点,
    // 说明
    // 1 对于双向链表,我们可以直接找到要删除的这个节点
    // 2 找到后,自我删除即可
    public void del(int no) {

        // 判断当前链表是否为空
        if (head.next == null) {// 空链表
            System.out.println("链表为空,无法删除");
            return;
        }

        HeroNode2 temp = head.next; // 辅助变量(指针)
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的
        while (true) {
            if (temp == null) { // 已经到链表的最后
                break;
            }
            if (temp.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;[单向链表]
            temp.pre.next = temp.next;
            // 这里我们的代码有问题?
            // 如果是最后一个节点,就不需要执行下面这句话,否则出现空指针
            if (temp.next != null) {
                temp.next.pre = temp.pre;
            }
        } else {
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
        }
    }

}

// 定义HeroNode2 , 每个HeroNode 对象就是一个节点
class HeroNode2 {
    public int no;
    public String name;
    public String nickname;
    public HeroNode2 next; // 指向下一个节点, 默认为null
    public HeroNode2 pre; // 指向前一个节点, 默认为null
    // 构造器

    public HeroNode2(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 + "]";
    }

}



循环链表

package linkedlist;

public class Josepfu {

  public static void main(String[] args) {
    // 测试一把看看构建环形链表,和遍历是否ok
    CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
    circleSingleLinkedList.addBoy(125);// 加入5个小孩节点
    circleSingleLinkedList.showBoy();

    //测试一把小孩出圈是否正确
    circleSingleLinkedList.countBoy(10, 20, 125); // 2->4->1->5->3
    //String str = "7*2*2-5+1-5+3-3";
  }

}

// 创建一个环形的单向链表
class CircleSingleLinkedList {
  // 创建一个first节点,当前没有编号
  private Boy first = null;

  // 添加小孩节点,构建成一个环形的链表
  public void addBoy(int nums) {
    // nums 做一个数据校验
    if (nums < 1) {
      System.out.println("nums的值不正确");
      return;
    }
    Boy curBoy = null; // 辅助指针,帮助构建环形链表
    // 使用for来创建我们的环形链表
    for (int i = 1; i <= nums; i++) {
      // 根据编号,创建小孩节点
      Boy boy = new Boy(i);
      // 如果是第一个小孩
      if (i == 1) {
        first = boy;
        first.setNext(first); // 构成环
        curBoy = first; // 让curBoy指向第一个小孩
      } else {
        curBoy.setNext(boy);//
        boy.setNext(first);//
        curBoy = boy;
      }
    }
  }

  // 遍历当前的环形链表
  public void showBoy() {
    // 判断链表是否为空
    if (first == null) {
      System.out.println("没有任何小孩~~");
      return;
    }
    // 因为first不能动,因此我们仍然使用一个辅助指针完成遍历
    Boy curBoy = first;
    while (true) {
      System.out.printf("小孩的编号 %d \n", curBoy.getNo());
      if (curBoy.getNext() == first) {// 说明已经遍历完毕
        break;
      }
      curBoy = curBoy.getNext(); // curBoy后移
    }
  }

  // 根据用户的输入,计算出小孩出圈的顺序
  /**
   *
   * @param startNo
   *            表示从第几个小孩开始数数
   * @param countNum
   *            表示数几下
   * @param nums
   *            表示最初有多少小孩在圈中
   */
  public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {
    // 先对数据进行校验
    if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums) {
      System.out.println("参数输入有误, 请重新输入");
      return;
    }
    // 创建要给辅助指针,帮助完成小孩出圈
    Boy helper = first;
    // 需求创建一个辅助指针(变量) helper , 事先应该指向环形链表的最后这个节点
    while (true) {
      if (helper.getNext() == first) { // 说明helper指向最后小孩节点
        break;
      }
      helper = helper.getNext();
    }
    //小孩报数前,先让 first 和  helper 移动 k - 1次
    for(int j = 0; j < startNo - 1; j++) {
      first = first.getNext();
      helper = helper.getNext();
    }
    //当小孩报数时,让first 和 helper 指针同时 的移动  m  - 1 次, 然后出圈
    //这里是一个循环操作,知道圈中只有一个节点
    while(true) {
      if(helper == first) { //说明圈中只有一个节点
        break;
      }
      //让 first 和 helper 指针同时 的移动 countNum - 1
      for(int j = 0; j < countNum - 1; j++) {
        first = first.getNext();
        helper = helper.getNext();
      }
      //这时first指向的节点,就是要出圈的小孩节点
      System.out.printf("小孩%d出圈\n", first.getNo());
      //这时将first指向的小孩节点出圈
      first = first.getNext();
      helper.setNext(first); //

    }
    System.out.printf("最后留在圈中的小孩编号%d \n", first.getNo());

  }
}

// 创建一个Boy类,表示一个节点
class Boy {
  private int no;// 编号
  private Boy next; // 指向下一个节点,默认null

  public Boy(int no) {
    this.no = no;
  }

  public int getNo() {
    return no;
  }

  public void setNo(int no) {
    this.no = no;
  }

  public Boy getNext() {
    return next;
  }

  public void setNext(Boy next) {
    this.next = next;
  }

}
Licensed under CC BY-NC-SA 4.0
Last updated on Oct 04, 2024 04:07 UTC
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