Java數(shù)據(jù)結(jié)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(jié)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(jié)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(zhuǎn)【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(zhuǎn)
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(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),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(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棧】
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(zhuǎn)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(jié)構,不建議
- 方式2:可以利用棧這個數(shù)據(jù)結(jié)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(jié)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(jié)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!
相關文章
一篇文章帶你搞定SpringBoot中的熱部署devtools方法
這篇文章主要介紹了一篇文章帶你搞定SpringBoot中的熱部署devtools方法,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2020-09-09
SpringCloud如何利用Feign訪問外部http請求
這篇文章主要介紹了SpringCloud如何利用Feign訪問外部http請求,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2022-03-03
Spring Boot Web 靜態(tài)文件緩存處理的方法
本篇文章主要介紹了Spring Boot Web 靜態(tài)文件緩存處理的方法,小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2018-02-02

