鏈表-單鏈表
鏈表(Linked List)介紹
鏈表是有序的列表，可是它在內存中是存儲以下 前端
- 鏈表是以節點的方式來存儲,是鏈式存儲
- 每一個節點包含 data 域， next 域：指向下一個節點.
- 發現鏈表的各個節點不必定是連續存儲.
- 鏈表分帶頭節點的鏈表和沒有頭節點的鏈表，根據實際的需求來肯定
單鏈表介紹
單鏈表(帶頭結點) 邏輯結構示意圖以下 java
單鏈表的應用實例
使用帶head頭的單向鏈表實現 –水滸英雄排行榜管理node
- 完成對英雄人物的增刪改查操做， 注: 刪除和修改,查找
- 第一種方法在添加英雄時，直接添加到鏈表的尾部
- 第二種方式在添加英雄時，根據排名將英雄插入到指定位置 (若是有這個排名，則添加失敗，並給出提示)
//定義HeroNode ， 每一個HeroNode 對象就是一個節點
class HeroNode {
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next; //指向下一個節點
//構造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//爲了顯示方法，咱們從新toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
}
}
複製代碼
第一種方法在添加英雄時，直接添加到鏈表的尾部
//定義SingleLinkedList 管理咱們的英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一個頭節點, 頭節點不要動, 不存放具體的數據
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
//返回頭節點
public HeroNode getHead() {
return head;
}
//添加節點到單向鏈表
//思路，當不考慮編號順序時
//1. 找到當前鏈表的最後節點
//2. 將最後這個節點的next 指向 新的節點
public void add(HeroNode heroNode) {
//由於head節點不能動，所以咱們須要一個輔助變量 temp
HeroNode temp = head;
//遍歷鏈表，找到最後
while(true) {
//找到鏈表的最後
if(temp.next == null) {//
break;
}
//若是沒有找到最後, 將將temp後移
temp = temp.next;
}
//當退出while循環時，temp就指向了鏈表的最後
//將最後這個節點的next 指向 新的節點
temp.next = heroNode;
}
//顯示鏈表[遍歷]
public void list() {
//判斷鏈表是否爲空
if(head.next == null) {
System.out.println("鏈表爲空");
return;
}
//由於頭節點，不能動，所以咱們須要一個輔助變量來遍歷
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//判斷是否到鏈表最後
if(temp == null) {
break;
}
//輸出節點的信息
System.out.println(temp);
//將temp後移， 必定當心
temp = temp.next;
}
}
}
複製代碼
第二種方式在添加英雄時，根據排名將英雄插入到指定位置
//第二種方式在添加英雄時，根據排名將英雄插入到指定位置
//(若是有這個排名，則添加失敗，並給出提示)
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
//由於頭節點不能動，所以咱們仍然經過一個輔助指針(變量)來幫助找到添加的位置
//由於單鏈表，由於咱們找的temp 是位於 添加位置的前一個節點，不然插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // flag標誌添加的編號是否存在，默認爲false
while(true) {
if(temp.next == null) {//說明temp已經在鏈表的最後
break; //
}
if(temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，就在temp的後面插入
break;
} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//說明但願添加的heroNode的編號已然存在
flag = true; //說明編號存在
break;
}
temp = temp.next; //後移，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 已經存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
} else {
//插入到鏈表中, temp的後面
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
複製代碼
單鏈表的修改實現
//修改節點的信息, 根據no編號來修改，即no編號不能改.
//說明
//1. 根據 newHeroNode 的 no 來修改便可
public void update(HeroNode newHeroNode) {
//判斷是否空
if(head.next == null) {
System.out.println("鏈表爲空~");
return;
}
//找到須要修改的節點, 根據no編號
//定義一個輔助變量
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false; //表示是否找到該節點
while(true) {
if (temp == null) {
break; //已經遍歷完鏈表
}
if(temp.no == newHeroNode.no) {
//找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根據flag 判斷是否找到要修改的節點
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 的節點，不能修改\n", newHeroNode.no);
}
}
複製代碼
刪除鏈表節點
//刪除節點
//思路
//1. head 不能動，所以咱們須要一個temp輔助節點找到待刪除節點的前一個節點
//2. 說明咱們在比較時，是temp.next.no 和 須要刪除的節點的no比較
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // 標誌是否找到待刪除節點的
while(true) {
if(temp.next == null) { //已經到鏈表的最後
break;
}
if(temp.next.no == no) {
//找到的待刪除節點的前一個節點temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //temp後移，遍歷
}
//判斷flag
if(flag) { //找到
//能夠刪除
temp.next = temp.next.next;
}else {
System.out.printf("要刪除的 %d 節點不存在\n", no);
}
}
複製代碼
單鏈表面試題
- 求單鏈表中有效節點的個數
- 查找單鏈表中的倒數第k個結點 【新浪面試題】
- 單鏈表的反轉【騰訊面試題，有點難度】
- 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】
- 合併兩個有序的單鏈表，合併以後的鏈表依然有序
第一題
//方法：獲取到單鏈表的節點的個數(若是是帶頭結點的鏈表，需求不統計頭節點)
/**
*
* @param head 鏈表的頭節點
* @return 返回的就是有效節點的個數
*/
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, 這裏咱們沒有統計頭節點
HeroNode cur = head.next;
while(cur != null) {
length++;
cur = cur.next; //遍歷
}
return length;
}
複製代碼
第二題
//查找單鏈表中的倒數第k個結點 【新浪面試題】
//思路
//1. 編寫一個方法，接收head節點，同時接收一個index
//2. index 表示是倒數第index個節點
//3. 先把鏈表從頭至尾遍歷，獲得鏈表的總的長度 getLength
//4. 獲得size 後，咱們從鏈表的第一個開始遍歷 (size-index)個，就能夠獲得
//5. 若是找到了，則返回該節點，不然返回nulll
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
//判斷若是鏈表爲空，返回null
if(head.next == null) {
return null;//沒有找到
}
//第一個遍歷獲得鏈表的長度(節點個數)
int size = getLength(head);
//第二次遍歷 size-index 位置，就是咱們倒數的第K個節點
//先作一個index的校驗
if(index <=0 || index > size) {
return null;
}
//定義給輔助變量， for 循環定位到倒數的index
HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
for(int i =0; i< size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}
複製代碼
第三題
思路:面試
- 先定義一個節點 reverseHead = new HeroNode();
- 從頭至尾遍歷原來的鏈表，每遍歷一個節點，就將其取出，並放在新的鏈表reverseHead 的最前端.
- 原來的鏈表的head.next = reverseHead.next
//將單鏈表反轉
public static void reversetList(HeroNode head) {
//若是當前鏈表爲空，或者只有一個節點，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)，幫助咱們遍歷原來的鏈表
HeroNode cur = head.next;
HeroNode next = null;// 指向當前節點[cur]的下一個節點
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
//遍歷原來的鏈表，每遍歷一個節點，就將其取出，並放在新的鏈表reverseHead 的最前端
//動腦筋
while(cur != null) {
next = cur.next;//先暫時保存當前節點的下一個節點，由於後面須要使用
cur.next = reverseHead.next;//將cur的下一個節點指向新的鏈表的最前端
reverseHead.next = cur; //將cur 鏈接到新的鏈表上
cur = next;//讓cur後移
}
//將head.next 指向 reverseHead.next , 實現單鏈表的反轉
head.next = reverseHead.next;
}
複製代碼
第四題
思路bash
- 方式1： 先將單鏈表進行反轉操做，而後再遍歷便可，這樣的作的問題是會破壞原來的單鏈表的結構，不建議
- 方式2：能夠利用棧這個數據結構，將各個節點壓入到棧中，而後利用棧的先進後出的特色，就實現了逆序打印的效果.
//方式2：
//能夠利用棧這個數據結構，將各個節點壓入到棧中，而後利用棧的先進後出的特色，就實現了逆序打印的效果
public static void reversePrint(HeroNode head) {
if(head.next == null) {
return;//空鏈表，不能打印
}
//建立要給一個棧，將各個節點壓入棧
Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
HeroNode cur = head.next;
//將鏈表的全部節點壓入棧
while(cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.next; //cur後移，這樣就能夠壓入下一個節點
}
//將棧中的節點進行打印,pop 出棧
while (stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop()); //stack的特色是先進後出
}
}
複製代碼
第五題
public static HeroNode mergeTwoLists(HeroNode list1,HeroNode list2) {
HeroNode head = new HeroNode(10,"",""); // 建立一個新的
head.next = null;
HeroNode node = head; // 現存一下head,後續會用到
while(list1 != null && list2 != null){
if(list1.no <= list2.no){//按從小到大的順序，若是數值相等取list1
head.next = list1;
head = list1;
list1 = list1.next;
}else{
head.next = list2;
head = list2;
list2 = list2.next;
}
}
if(list1 == null){//若是有鏈表爲空，將另外一個剩餘的結點完整取過來
head.next = list2;
}else if(list2 == null){
head.next = list1;
}
return node.next;
}
複製代碼
#全文完整代碼數據結構
package com.company;
import java.util.Stack;
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//進行測試
//先建立節點
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");
//建立要給鏈表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero4);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero3);
// 測試一下單鏈表的反轉功能
System.out.println("原來鏈表的狀況~~");
singleLinkedList.list();
// 測試merge
SingleLinkedList singleLinkedList2 = new SingleLinkedList();
SingleLinkedList singleLinkedList3 = new SingleLinkedList();
HeroNode hero5 = new HeroNode(5, "林", "豹子");
HeroNode hero6 = new HeroNode(6, "衝", "子頭");
HeroNode hero7 = new HeroNode(7, "張飛", "醫德");
HeroNode hero8 = new HeroNode(8, "趙雲", "子龍");
singleLinkedList2.add(hero5);
singleLinkedList2.add(hero6);
singleLinkedList3.add(hero7);
singleLinkedList3.add(hero8);
HeroNode newHead = mergeTwoLists(hero5,hero7);
System.out.println("合併後的單鏈表~~");
System.out.println(newHead);
System.out.println(newHead.next);
System.out.println(newHead.next.next);
System.out.println(newHead.next.next.next);
// System.out.println("反轉單鏈表~~");
// reversetList(singleLinkedList.getHead());
// singleLinkedList.list();
// System.out.println("測試逆序打印單鏈表, 沒有改變鏈表的結構~~");
// reversePrint(singleLinkedList.getHead());
/*
//加入按照編號的順序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//顯示一把
singleLinkedList.list();
//測試修改節點的代碼
HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小盧", "玉麒麟~~");
singleLinkedList.update(newHeroNode);
System.out.println("修改後的鏈表狀況~~");
singleLinkedList.list();
//刪除一個節點
singleLinkedList.del(1);
singleLinkedList.del(4);
System.out.println("刪除後的鏈表狀況~~");
singleLinkedList.list();
//測試一下 求單鏈表中有效節點的個數
System.out.println("有效的節點個數=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//2
//測試一下看看是否獲得了倒數第K個節點
HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3);
System.out.println("res=" + res);
*/
}
//方式2：
//能夠利用棧這個數據結構，將各個節點壓入到棧中，而後利用棧的先進後出的特色，就實現了逆序打印的效果
public static void reversePrint(HeroNode head) {
if(head.next == null) {
return;//空鏈表，不能打印
}
//建立要給一個棧，將各個節點壓入棧
Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
HeroNode cur = head.next;
//將鏈表的全部節點壓入棧
while(cur != null) {
stack.push(cur);
cur = cur.next; //cur後移，這樣就能夠壓入下一個節點
}
//將棧中的節點進行打印,pop 出棧
while (stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop()); //stack的特色是先進後出
}
}
//將單鏈表反轉
public static void reversetList(HeroNode head) {
//若是當前鏈表爲空，或者只有一個節點，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)，幫助咱們遍歷原來的鏈表
HeroNode cur = head.next;
HeroNode next = null;// 指向當前節點[cur]的下一個節點
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
//遍歷原來的鏈表，每遍歷一個節點，就將其取出，並放在新的鏈表reverseHead 的最前端
//動腦筋
while(cur != null) {
next = cur.next;//先暫時保存當前節點的下一個節點，由於後面須要使用
cur.next = reverseHead.next;//將cur的下一個節點指向新的鏈表的最前端
reverseHead.next = cur; //將cur 鏈接到新的鏈表上
cur = next;//讓cur後移
}
//將head.next 指向 reverseHead.next , 實現單鏈表的反轉
head.next = reverseHead.next;
}
//查找單鏈表中的倒數第k個結點 【新浪面試題】
//思路
//1. 編寫一個方法，接收head節點，同時接收一個index
//2. index 表示是倒數第index個節點
//3. 先把鏈表從頭至尾遍歷，獲得鏈表的總的長度 getLength
//4. 獲得size 後，咱們從鏈表的第一個開始遍歷 (size-index)個，就能夠獲得
//5. 若是找到了，則返回該節點，不然返回nulll
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
//判斷若是鏈表爲空，返回null
if(head.next == null) {
return null;//沒有找到
}
//第一個遍歷獲得鏈表的長度(節點個數)
int size = getLength(head);
//第二次遍歷 size-index 位置，就是咱們倒數的第K個節點
//先作一個index的校驗
if(index <=0 || index > size) {
return null;
}
//定義給輔助變量， for 循環定位到倒數的index
HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
for(int i =0; i< size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}
//方法：獲取到單鏈表的節點的個數(若是是帶頭結點的鏈表，需求不統計頭節點)
/**
*
* @param head 鏈表的頭節點
* @return 返回的就是有效節點的個數
*/
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, 這裏咱們沒有統計頭節點
HeroNode cur = head.next;
while(cur != null) {
length++;
cur = cur.next; //遍歷
}
return length;
}
public static HeroNode mergeTwoLists(HeroNode list1,HeroNode list2) {
HeroNode head = new HeroNode(10,"",""); // 建立一個新的
head.next = null;
HeroNode node = head; // 現存一下head,後續會用到
while(list1 != null && list2 != null){
if(list1.no <= list2.no){//按從小到大的順序，若是數值相等取list1
head.next = list1;
head = list1;
list1 = list1.next;
}else{
head.next = list2;
head = list2;
list2 = list2.next;
}
}
if(list1 == null){//若是有鏈表爲空，將另外一個剩餘的結點完整取過來
head.next = list2;
}else if(list2 == null){
head.next = list1;
}
return node.next;
}
}
//定義SingleLinkedList 管理咱們的英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一個頭節點, 頭節點不要動, 不存放具體的數據
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
//返回頭節點
public HeroNode getHead() {
return head;
}
//添加節點到單向鏈表
//思路，當不考慮編號順序時
//1. 找到當前鏈表的最後節點
//2. 將最後這個節點的next 指向 新的節點
public void add(HeroNode heroNode) {
//由於head節點不能動，所以咱們須要一個輔助變量 temp
HeroNode temp = head;
//遍歷鏈表，找到最後
while(true) {
//找到鏈表的最後
if(temp.next == null) {//
break;
}
//若是沒有找到最後, 將將temp後移
temp = temp.next;
}
//當退出while循環時，temp就指向了鏈表的最後
//將最後這個節點的next 指向 新的節點
temp.next = heroNode;
}
//第二種方式在添加英雄時，根據排名將英雄插入到指定位置
//(若是有這個排名，則添加失敗，並給出提示)
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
//由於頭節點不能動，所以咱們仍然經過一個輔助指針(變量)來幫助找到添加的位置
//由於單鏈表，由於咱們找的temp 是位於 添加位置的前一個節點，不然插入不了
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // flag標誌添加的編號是否存在，默認爲false
while(true) {
if(temp.next == null) {//說明temp已經在鏈表的最後
break; //
}
if(temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，就在temp的後面插入
break;
} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//說明但願添加的heroNode的編號已然存在
flag = true; //說明編號存在
break;
}
temp = temp.next; //後移，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 已經存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
} else {
//插入到鏈表中, temp的後面
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//修改節點的信息, 根據no編號來修改，即no編號不能改.
//說明
//1. 根據 newHeroNode 的 no 來修改便可
public void update(HeroNode newHeroNode) {
//判斷是否空
if(head.next == null) {
System.out.println("鏈表爲空~");
return;
}
//找到須要修改的節點, 根據no編號
//定義一個輔助變量
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false; //表示是否找到該節點
while(true) {
if (temp == null) {
break; //已經遍歷完鏈表
}
if(temp.no == newHeroNode.no) {
//找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根據flag 判斷是否找到要修改的節點
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 的節點，不能修改\n", newHeroNode.no);
}
}
//刪除節點
//思路
//1. head 不能動，所以咱們須要一個temp輔助節點找到待刪除節點的前一個節點
//2. 說明咱們在比較時，是temp.next.no 和 須要刪除的節點的no比較
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false; // 標誌是否找到待刪除節點的
while(true) {
if(temp.next == null) { //已經到鏈表的最後
break;
}
if(temp.next.no == no) {
//找到的待刪除節點的前一個節點temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next; //temp後移，遍歷
}
//判斷flag
if(flag) { //找到
//能夠刪除
temp.next = temp.next.next;
}else {
System.out.printf("要刪除的 %d 節點不存在\n", no);
}
}
//顯示鏈表[遍歷]
public void list() {
//判斷鏈表是否爲空
if(head.next == null) {
System.out.println("鏈表爲空");
return;
}
//由於頭節點，不能動，所以咱們須要一個輔助變量來遍歷
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//判斷是否到鏈表最後
if(temp == null) {
break;
}
//輸出節點的信息
System.out.println(temp);
//將temp後移， 必定當心
temp = temp.next;
}
}
}
//定義HeroNode ， 每一個HeroNode 對象就是一個節點
class HeroNode {
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next; //指向下一個節點
//構造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//爲了顯示方法，咱們從新toString
@Override
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
}
}
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