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java实现单链表(Linked List)相关

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免费学习推荐：java基础教程

文章目录

  • 一、单链表介绍
  • 二、单链表的实现
    • 1.单链表的创建(添加)
      • 1.1尾添加
      • 1.2按排名添加
    • 2.单链表节点的修改
    • 3.单链表节点的删除
    • 4.单链表的完整实现
  • 三、单链表面试题

一、单链表介绍

单链表是一个有序列表，以节点的方式链式存储信息，但节点不一定连续，每一个节点包括data域和next域。

  • data域：用来存放数据。
  • next域：指向下一个节点。

立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；

链表分为带头节点的链表和不带头节点的链表。

  • 单链表(带头节点)
  • 单链表(不带头节点)

二、单链表的实现

需求：使用带head头的单向链表实现–水浒英雄排行榜管理。
1)完成对英雄的增删改查
2)第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部。
3)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(如果已有这个排名，则添加失败，并给出提示)

1.单链表的创建(添加)

1.1尾添加

尾添加的思路

①先创建一个head头节点，作用就是表示单链表的头。
②然后每添加一个节点，就直接加入到链表的最后。

尾添加即：不考虑编号顺序，找到当前链表的最后节点，将最后这个节点的next指向新的节点。

代码实现

 // 添加方式1:尾添加
 public void add(HeroNode heroNode) {
  // 因为head头不能动,因此需要一个辅助变量(指针)temp
  HeroNode temp = head;
  while (true) {
   // 如果遍历到链表的最后
   if (temp.next == null) {
    break;
   }
   // temp指针后移
   temp = temp.next;
  }
  // 当退出循环时,temp指向链表的最后
  temp.next = heroNode;
 }
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1.2按排名添加

按排名添加的思路
①先通过辅助变量(temp指针)找到新添加的节点的位置。
②新节点.next=temp.next;
③temp.next=新的节点；

代码实现

 // 添加方式2:根据排名添加
 public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
  HeroNode temp = head;// 借助辅助指针
  boolean flag = false;// 添加的编号是否存在
  while (true) {
   if (temp.next == null) {// 遍历到结尾
    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) {// 该编号已存在
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移,遍历当前链表
  }
  if (flag) {
   // 不能添加
   System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入
", heroNode.no);
  } else {
   // 插入到temp的后面
   heroNode.next = temp.next;
   temp.next = heroNode;
  }
 }
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2.单链表节点的修改

修改的思路
①通过遍历先找到该节点。
②temp.name =newHeroNode.name;，temp.nickname=newHeroNode.nickname;

代码实现

 // 修改节点信息,根据节点的no属性修改其他信息
 public void update(HeroNode newHeroNode) {
  // 空链表无法修改节点信息
  if (head.next == null) {
   System.out.println("链表为空~");
   return;
  }
  // 根据no排名找到需要修改的节点
  HeroNode temp = head.next;
  boolean flag = false;// flag表示是否找到需要修改的节点
  while (true) {
   if (temp == null) {
    // 遍历到结尾
    break;
   }
   if (temp.no == newHeroNode.no) {
    // 找到
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移
  }
  if (flag) {
   temp.name = newHeroNode.name;
   temp.nickname = newHeroNode.nickname;
  } else {
   System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改
", newHeroNode.no);
  }
 }
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3.单链表节点的删除

删除的思路

①找到需要删除的节点的前一个节点。
②temp.next=temp.next.next
③被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收。

代码实现

 public void delete(int no) {
  HeroNode temp = head;
  boolean flag = false;// 是否找到待删除节点
  while (true) {
   if (temp.next == null) {
    // 遍历到结尾
    break;
   }
   if (temp.next.no == no) {
    // 找到了待删除节点的前一个节点
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移
  }
  if (flag) {
   // 可以删除
   temp.next = temp.next.next;
  } else {
   System.out.printf("要删除的%d节点不存在
", no);
  }
 }
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4.单链表的完整实现

package com.gql.linkedlist;/**
 * 单链表
 * 
 * @guoqianliang
 *
 */public class SingleLinkedListDemo {
 public static void main(String[] args) {
  // 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");
  // 创建单向链表
  SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
  // 加入
  singleLinkedList.addByOrder(hero1);
  singleLinkedList.addByOrder(hero4);
  singleLinkedList.addByOrder(hero3);
  singleLinkedList.addByOrder(hero2);

  singleLinkedList.list();

  // 测试修改节点
  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.delete(1);
  singleLinkedList.delete(2);
  singleLinkedList.delete(3);
  singleLinkedList.delete(4);
  System.out.println("删除后的链表情况:");
  singleLinkedList.list();

 }}//定义SingleLinkedList,管理英雄class SingleLinkedList {
 // 初始化头结点,不存放具体数据
 private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

 // 添加方式1:尾添加
 // 思路:
 // 1.找到当前链表的最后节点
 // 2.将这个最后的节点的next指向新的节点
 public void add(HeroNode heroNode) {
  // 因为head头不能动,因此需要一个辅助变量(指针)temp
  HeroNode temp = head;
  while (true) {
   // 如果遍历到链表的最后
   if (temp.next == null) {
    break;
   }
   // temp指针后移
   temp = temp.next;
  }
  // 当退出循环时,temp指向链表的最后
  temp.next = heroNode;
 }

 // 添加方式2:根据排名添加
 public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
  HeroNode temp = head;// 借助辅助指针
  boolean flag = false;// 添加的编号是否存在
  while (true) {
   if (temp.next == null) {// 遍历到结尾
    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) {// 该编号已存在
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移,遍历当前链表
  }
  if (flag) {
   // 不能添加
   System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入
", heroNode.no);
  } else {
   // 插入到temp的后面
   heroNode.next = temp.next;
   temp.next = heroNode;
  }
 }

 // 修改节点信息,根据节点的no属性修改其他信息
 public void update(HeroNode newHeroNode) {
  // 空链表无法修改节点信息
  if (head.next == null) {
   System.out.println("链表为空~");
   return;
  }
  // 根据no排名找到需要修改的节点
  HeroNode temp = head.next;
  boolean flag = false;// flag表示是否找到需要修改的节点
  while (true) {
   if (temp == null) {
    // 遍历到结尾
    break;
   }
   if (temp.no == newHeroNode.no) {
    // 找到
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移
  }
  if (flag) {
   temp.name = newHeroNode.name;
   temp.nickname = newHeroNode.nickname;
  } else {
   System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改
", newHeroNode.no);
  }
 }

 // 删除节点
 // 思路:
 // 1.找到需要删除节点的前一个节点
 // 2.temp.next=temp.next.next
 // 3.被删除的节点将会被垃圾回收机制回收
 public void delete(int no) {
  HeroNode temp = head;
  boolean flag = false;// 是否找到待删除节点
  while (true) {
   if (temp.next == null) {
    // 遍历到结尾
    break;
   }
   if (temp.next.no == no) {
    // 找到了待删除节点的前一个节点
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移
  }
  if (flag) {
   // 可以删除
   temp.next = temp.next.next;
  } else {
   System.out.printf("要删除的%d节点不存在
", no);
  }

 }

 // 显示链表[遍历]
 public void list() {
  // 空链表直接返回
  if (head.next == null) {
   System.out.println("链表为空");
   return;
  }
  // 仍然使用辅助变量(指针),进行循环
  HeroNode temp = head.next;
  while (true) {
   if (temp == null) {
    break;
   }
   System.out.println(temp);
   // 将temp后移
   temp = temp.next;
  }

 }}//定义HeroNode,每一个HeroNode就是一个节点class HeroNode {
 public int no;// 排名
 public String name;
 public String nickname;// 昵称
 public HeroNode next;// 指向下一个节点

 // 构造器
 public HeroNode() {
  super();
 }

 public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
  super();
  this.no = no;
  this.name = name;
  this.nickname = nickname;
 }

 // 重写toString
 @Override
 public String toString() {
  return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
 }}
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三、单链表面试题


上面四个面试题，答案都放在下面的代码中

package com.gql.LinkedList;import java.util.Stack;/**
 * 模拟单链表
 * 
 * @author Hudie
 * @Email:guoqianliang@foxmail.com
 * @date 2020年7月16日下午6:47:42
 */public class SingleLinkedListDemo {
 public static void main(String[] args) {
  // 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");
  // 创建单向链表
  SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
  // 加入
  singleLinkedList.addByOrder(hero1);
  singleLinkedList.addByOrder(hero4);
  singleLinkedList.addByOrder(hero3);
  singleLinkedList.addByOrder(hero2);

  singleLinkedList.list();

  // 测试修改节点
  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.delete(4);
  System.out.println("删除后的链表情况:");
  singleLinkedList.list();
  
  //练习4:反向打印单链表
  System.out.println("反向打印单链表:");
  reversePrint(singleLinkedList.getHead());
  //练习3:反转单链表
  reversalList(singleLinkedList.getHead());
  System.out.println("反转过后的单链表为:");
  singleLinkedList.list();
  
  // 练习1:获取单链表节点个数
  System.out.println("单链表的有效个数为:");
  System.out.println(getLength(singleLinkedList.getHead()));
  
  int index = 2;
  //练习2:获取单链表倒数第index给节点
  System.out.println("倒数第"+ index +"个节点为:");
  System.out.println(getLastKNode(singleLinkedList.getHead(),index));
 }

 /**
  * @Description: 获取单链表节点个数 思路: while循环 + 遍历指针
  */
 public static int getLength(HeroNode head) {
  if (head.next == null) {
   return 0;
  }
  int length = 0;
  // 辅助指针
  HeroNode p = head.next;
  while (p != null) {
   length++;
   p = p.next;
  }
  return length;
 }

 /**
  * @Description: 
  * 查找单链表中倒数第index个节点 index:表示倒数第index给节点 
  * 思路:
  * 1.首先获取链表的长度length,可直接调用getLength
  * 2.然后从链表第一个开始遍历,遍历(length-index)个 
  * 3.找不到返回null
  */
 public static HeroNode getLastKNode(HeroNode head, int index) {
  if (head.next == null) {
   return null;
  }
  int length = getLength(head);
  if (index  length) {
   return null;
  }
  HeroNode p = head.next;
  for(int i = 0;i  stack = new Stack
  
   ();
  HeroNode p = head.next;
  while(p != null){
   stack.push(p);
   p = p.next;
  }
  //将栈中的节点进行打印
  while(stack.size() > 0){
   System.out.println(stack.pop());
  }
 }}// 定义SingleLinkedList,管理英雄,即链表的增删改查class SingleLinkedList {
 // 初始化头结点,不存放具体数据
 private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

 // 添加方式1:尾添加
 // 思路:
 // 1.找到当前链表的最后节点
 // 2.将这个最后的节点的next指向新的节点
 public void add(HeroNode heroNode) {
  // 因为head头不能动,因此需要一个辅助变量(指针)temp
  HeroNode temp = head;
  while (true) {
   // 如果遍历到链表的最后
   if (temp.next == null) {
    break;
   }
   // temp指针后移
   temp = temp.next;
  }
  // 当退出循环时,temp指向链表的最后
  temp.next = heroNode;
 }

 public HeroNode getHead() {
  return head;
 }

 // 添加方式2:根据排名添加
 public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
  HeroNode temp = head;// 借助辅助指针
  boolean flag = false;// 添加的编号是否存在
  while (true) {
   if (temp.next == null) {// 遍历到结尾
    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) {// 该编号已存在
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移,遍历当前链表
  }
  if (flag) {
   // 不能添加
   System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入
", heroNode.no);
  } else {
   // 插入到temp的后面
   heroNode.next = temp.next;
   temp.next = heroNode;
  }
 }

 // 修改节点信息,根据节点的no属性修改其他信息
 public void update(HeroNode newHeroNode) {
  // 空链表无法修改节点信息
  if (head.next == null) {
   System.out.println("链表为空~");
   return;
  }
  // 根据no排名找到需要修改的节点
  HeroNode temp = head.next;
  boolean flag = false;// flag表示是否找到需要修改的节点
  while (true) {
   if (temp == null) {
    // 遍历到结尾
    break;
   }
   if (temp.no == newHeroNode.no) {
    // 找到
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移
  }
  if (flag) {
   temp.name = newHeroNode.name;
   temp.nickname = newHeroNode.nickname;
  } else {
   System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改
", newHeroNode.no);
  }
 }

 // 删除节点
 // 思路:
 // 1.找到需要删除节点的前一个节点
 // 2.temp.next=temp.next.next
 // 3.被删除的节点将会被垃圾回收机制回收
 public void delete(int no) {
  HeroNode temp = head;
  boolean flag = false;// 是否找到待删除节点
  while (true) {
   if (temp.next == null) {
    // 遍历到结尾
    break;
   }
   if (temp.next.no == no) {
    // 找到了待删除节点的前一个节点
    flag = true;
    break;
   }
   temp = temp.next;// 后移
  }
  if (flag) {
   // 可以删除
   temp.next = temp.next.next;
  } else {
   System.out.printf("要删除的%d节点不存在
", no);
  }

 }

 // 显示链表[遍历]
 public void list() {
  // 空链表直接返回
  if (head.next == null) {
   System.out.println("链表为空");
   return;
  }
  // 仍然使用辅助变量(指针),进行循环
  HeroNode temp = head.next;
  while (true) {
   if (temp == null) {
    break;
   }
   System.out.println(temp);
   // 将temp后移
   temp = temp.next;
  }

 }}// 定义HeroNode,每一个HeroNode就是一个节点class HeroNode {
 public int no;// 排名
 public String name;
 public String nickname;// 昵称
 public HeroNode next;// 指向下一个节点

 // 构造器
 public HeroNode() {
  super();
 }

 public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
  super();
  this.no = no;
  this.name = name;
  this.nickname = nickname;
 }

 // 重写toString
 @Override
 public String toString() {
  return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
 }}
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