Java编程内功之怎么使用单链表

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 基本介绍

链表是有序的列表,但是它在内存中存储如下

1. 鸿蒙官方战略合作共建——HarmonyOS技术社区

2. 链表是以节点的方式来存储.

3. 每个节点包含data域,next域:指向下一个节点.

4. 如图:发现每个链表的各个节点不一定是连续存储

5. 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.

单链表介绍

单链表(带头节点)逻辑结构示意图如下

单链表的应用实例

使用带head头的单向链表实现-水浒英雄排行榜管理

package com.structures.linkedlist;  public class SingleLinkedListDemo {     public static void main(String[] args) {         HeroNode heroNode1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");         HeroNode heroNode2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");         HeroNode heroNode3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");         HeroNode heroNode4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");         SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();         singleLinkedList.add(heroNode3);         singleLinkedList.add(heroNode2);         singleLinkedList.add(heroNode4);         singleLinkedList.add(heroNode1);         singleLinkedList.list();     } }  //定义SingleLinkedList管理我们的英雄 class SingleLinkedList {     //先初始化一个头节点,头节点不能动,将来遍历用     private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");      //添加节点到单向链表     //思路:当不考虑编号的顺序时     //1. 找到当前链表的最后节点     //2. 将最后这个节点的next域指向新的节点     public void add(HeroNode node) {         //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 (temp.next != null) {             //找到链表的最后             //如果没有找到temp就后移             temp = temp.next;         }         temp.next = node;     }      //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");         }         //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 (temp != null) {             //判断是否到最后             //输出节点的信息             System.out.println(temp);             //将temp后移             temp = temp.next;         }     } }  //定义一个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;     }      public HeroNode getNext() {         return next;     }      public void setNext(HeroNode next) {         this.next = next;     }      @Override     public String toString() {         return "HeroNode{" +                 "no=" + no +                 ", name='" + name + '\'' +                 ", nickName='" + nickName + '\'' +                 '}';     } } /* HeroNode{no=3, name='吴用', nickName='智多星'} HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickName='玉麒麟'} HeroNode{no=4, name='林冲', nickName='豹子头'} HeroNode{no=1, name='宋江', nickName='及时雨'} */

可以看到以上链表的实现方式,在添加英雄时,并未按照英雄的编号进行排序. 下面重新写一个添加方法,实现插入英雄时按编号排序

package com.structures.linkedlist;  public class SingleLinkedListDemo {     public static void main(String[] args) {         HeroNode heroNode1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");         HeroNode heroNode2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");         HeroNode heroNode3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");         HeroNode heroNode4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");         SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();         singleLinkedList.addByNo(heroNode3);         singleLinkedList.addByNo(heroNode2);         singleLinkedList.addByNo(heroNode4);         singleLinkedList.addByNo(heroNode1);         singleLinkedList.list();     } }  //定义SingleLinkedList管理我们的英雄 class SingleLinkedList {     //先初始化一个头节点,头节点不能动,将来遍历用     private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");      //添加节点到单向链表     //思路:当不考虑编号的顺序时     //1. 找到当前链表的最后节点     //2. 将最后这个节点的next域指向新的节点     public void add(HeroNode node) {         //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 (temp.next != null) {             //找到链表的最后             //如果没有找到temp就后移             temp = temp.next;         }         temp.next = node;     }      //第二种添加英雄的方式,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 addByNo(HeroNode heroNode) {         //因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助遍历temp         //因为单链表,因此找的temp是位于添加位置的前一个节点,否则加入不了         HeroNode temp = head;         boolean flag = false;//标识添加的编号是否存在,默认false         while (true) {             if (temp.next == null) {                 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) {                 //编号已存在                 flag = true;                 break;             }             temp = temp.next;         }         if (flag) {             System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已存在,不能加入\n", heroNode.no);         } else {             //插入链表temp的后面             heroNode.next = temp.next;             temp.next = heroNode;         }     }      //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");         }         //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 (temp != null) {             //判断是否到最后             //输出节点的信息             System.out.println(temp);             //将temp后移             temp = temp.next;         }     } }  //定义一个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;     }      public HeroNode getNext() {         return next;     }      public void setNext(HeroNode next) {         this.next = next;     }      @Override     public String toString() {         return "HeroNode{" +                 "no=" + no +                 ", name='" + name + '\'' +                 ", nickName='" + nickName + '\'' +                 '}';     } } /* HeroNode{no=1, name='宋江', nickName='及时雨'} HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickName='玉麒麟'} HeroNode{no=3, name='吴用', nickName='智多星'} HeroNode{no=4, name='林冲', nickName='豹子头'} */

再次进行完善功能,添加修改节点功能

//修改节点的信息,根据no编号来修改,即编号no不能修改.     public void update(HeroNode heroNode) {         //判断是否为空         if (head.next == null) {             System.out.println("链表为空");         }         //找到需要修改的节点,根据no编号         HeroNode temp = head.next;         boolean flag = false;//表示节点是否找到         while (true) {             if (temp == null) {                 break;             }             if (temp.no == heroNode.no) {                 flag = true;                 break;             }             temp = temp.next;         }         if (flag) {             temp.name = heroNode.name;             temp.nickName = heroNode.nickName;         } else {             System.out.printf("没有找到 编号%d 的节点,不能修改\n", heroNode.no);         }     }

再次进行完善功能,添加删除节点功能

//删除节点     public void remove(HeroNode heroNode) {         //判断是否为空         if (head.next == null) {             System.out.println("链表为空");         }         HeroNode temp = head.next;         boolean flag = false;//标识是否找到待删除的点         while (true) {             if (temp == null) {                 break;             }             if (temp.next.no == heroNode.no) {                 flag = true;                 break;             }             temp = temp.next;         }         if (flag) {             temp.next = temp.next.next;         } else {             System.out.printf("无法删除 编号%d 的节点,\n", heroNode.no);         }     }

再次进行完善功能,添加统计单链表的有效节点数功能

/**      * 获取单链表的有效节点数,不统计头节点      * @param head 链表的头结点      * @return 有效节点数      */     public static int getLength(HeroNode head) {         if (head.next == null) {             return 0;         }         int count = 0;         HeroNode temp = head.next;         while (temp.next != null) {             count++;             temp = temp.next;         }         return count;     }

再次进行完善功能,添加查找单链表中的倒数第K个节点功能

/**      * 查找单链表的倒数第K个节点[新浪面试题]      * 思路:      * 1.先把链表从头到尾遍历,得到链表的总长度      * 2.得到size后,从链表的第一个开始遍历到(size-index)个,就可以得到      *      * @param head      * @param index 表示倒数第index个节点      * @return      */     public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {         if (head.next == null) {             return null;         }         int size = getLength(head);         if (index <= 0 || index > size) {             return null;         }         HeroNode temp = head.next;         for (int i = 0; i < (size - index); i++) {             temp = temp.next;         }         return temp;     }

再次进行完善功能,添加单链表反转功能

/**    * 反转链表[腾讯面试题]    * 思路:    * 1.先定义一个reverseHead = new HeroHead();    * 2.从头到尾遍历原来的链表,每遍历一个节点,就将其取出,并放在新的链表的最前端;    * 3.原来的链表的head.next = reverseHead.next;    */   public static void reverseList(HeroNode head) {       if (head.next == null || head.next.next == null) {           return;       }       HeroNode curr = head.next;       HeroNode next = null;//指向当前节点[curr]的下一个节点       HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");        while (curr != null) {           next = curr.next;//先暂时保存curr节点的下一个节点           curr.next = reverseHead.next;//将curr的下一个节点指向新的链表的最前端           reverseHead.next = curr;//将curr连接到新的链表上           curr = next;//让curr后移       }       head.next = reverseHead.next;   }

再次进行完善功能,添加从尾到头打印单链表功能

/**     * 使用栈的方式逆序打印[百度面试题]     */    public static void reversePrint(HeroNode head) {        if (head.next == null) {            return;        }        Stack heroNodes = new Stack();        HeroNode temp = head.next;        while (temp != null) {            heroNodes.add(temp);            temp = temp.next;        }        while (heroNodes.size() > 0) {            System.out.println(heroNodes.pop());        }    }

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