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链表(Linked List)介绍

链表是有序的列表，但是它在内存中是存储如下

小结:

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.

如图：发现链表的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

结合一个实际的工作案例, 说明链表的实用价值

单链表

单链表(带头结点) 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 完成对英雄人物的增删改查操作， 注: 删除和修改,查找可以考虑学员独立完成，也可带学员完成 第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部 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)

单链表的常见面试题有如下:

求单链表中有效节点的个数

查找单链表中的倒数第k个结点 【新浪面试题】

单链表的反转【腾讯面试题，有点难度】

从尾到头打印单链表 【百度，要求方式1：反向遍历 。 方式2：Stack栈】

合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序【课后练习.】

直接看老师代码演示 。

package com.atguigu.linkedlist;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~~");reversePrint(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);
*/        }//方式2：//可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果public static void reversePrint(HeroNode head) {if(head.next == null) {return;//空链表，不能打印}//创建要给一个栈，将各个节点压入栈Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();HeroNode cur = head.next;//将链表的所有节点压入栈while(cur != null) {stack.push(cur);cur = cur.next; //cur后移，这样就可以压入下一个节点}//将栈中的节点进行打印,pop 出栈while (stack.size() > 0) {System.out.println(stack.pop()); //stack的特点是先进后出}}//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nulllpublic static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {//判断如果链表为空，返回nullif(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indexHeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2for(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 tempHeroNode 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falsewhile(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tempflag = true;break;}temp = temp.next; //temp后移，遍历}//判断flagif(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@Overridepublic String toString() {return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";}}

运行结果

原来链表的情况~~
HeroNode [no=1, name=宋江, nickname=及时雨]
HeroNode [no=4, name=林冲, nickname=豹子头]
HeroNode [no=2, name=卢俊义, nickname=玉麒麟]
HeroNode [no=3, name=吴用, nickname=智多星]
测试逆序打印单链表, 没有改变链表的结构~~
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]Process finished with exit code 0

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