基本介绍

链表是有序的列表，它在内存中的存储如下图：

单链表示意图

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：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

单向链表的应用实例

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

在添加英雄时，直接添加到链表的尾部

无序添加

添加(创建)

a. 先创建一个head头节点，作用就是表示单链表的头

b. 每添加一个节点，就直接加入到链表的最后

遍历：通过一个辅助变量遍历，帮助遍历整个链表

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)

有序添加

需要按照编号的顺序添加

首先找到新添加的节点的位置,是通过辅助变量({指针),通过遍历来搞定
新的节点.next =temp.next
将temp.next=新的节点

修改节点功能

思路：(1)先找到该节点,通过遍历 (2) temp.name = newHeroNode .name ; temp. nickname= newHeroNode .nickname
删除节点

删除节点

从单链表中删除一个节点的思路

先找到需要删除的这个节点的前一个节点temp
termn.next = temp.next.next
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

package com.ysy.linkedlist;

public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //先创建节点
        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");

        //创建单向链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        //加入节点,无排名
//        singleLinkedList.add(heroNode1);
//        singleLinkedList.add(heroNode4);
//        singleLinkedList.add(heroNode2);
//        singleLinkedList.add(heroNode3);


        //加入节点，按照编号
        singleLinkedList.addByOrder(heroNode1);
        singleLinkedList.addByOrder(heroNode4);
        singleLinkedList.addByOrder(heroNode2);
        singleLinkedList.addByOrder(heroNode3);
//        singleLinkedList.addByOrder(heroNode3);

        //输出链表
        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~");
        singleLinkedList.list();

        //删除一个节点
        singleLinkedList.del(3);
        System.out.println("删除后的链表~");
        singleLinkedList.list();
    }
}

class SingleLinkedList{
    //初始化一个头节点，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;
    }

    public void setHead(HeroNode head) {
        this.head = head;
    }

    //添加节点到单向列表中
    //思路：不考虑编号顺序
    //1.找到当前链表的最后节点
    //2.将最后节点的next指向新的节点
    public void add(HeroNode heroNode){

        //因为head绩点不能动，所以需要一个辅助遍历temp
        HeroNode 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temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //出循环代表temp已指向了链表的最后
        //将最后这个节点指向新节点
        temp.next = heroNode;
    }

    //根据排名添加节点到链表中，如果排名存在，则输出添加失败
    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
        //头节点不能动，使用辅助变量temp来寻找添加的位置
        //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;//标志添加的编号是否存在
        while (true){
            //链表已到最后
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            if(temp.next.number > heroNode.number){//位置找到，插在后面
                break;
            }else if(temp.next.number == heroNode.number){
                flag = true;//说明标号存在
                break;
            }
            temp = temp.next;//后移，遍历链表
        }
        if(flag){
            System.out.printf("编号 %d 已存在，不能添加\n", heroNode.number);
        }else {
            //插入链表中，temp后面
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    //根据number来修改节点信息，number不能改
    public void update(HeroNode newHeroNode){
        //判断是否为空
        if(head.next == null){
            System.out.println("链表为空~");
            return;
        }

        //找到需要修改的节点，根据number编号
        //辅助变量，遍历链表
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true){
            if(temp == null){
                break;//链表遍历完成
            }
            if(temp.number == newHeroNode.number){
                //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 {
            System.out.printf("没有找到编号 %d 的节点\n", newHeroNode.number);
        }
    }

    //删除节点
    //思路
    //1.head不能动，因此我们需要---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 number){
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;//标志是否找到要删除的节点
        while (true){
            if(temp.next == null){//链表已到最后
                break;
            }
            if(temp.next.number == number){
                //找到
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;//temp后移，遍历链表
        }
        //判断flag
        if(flag){
            temp.next = temp.next.next;
        }else {
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", number);
        }
    }


    //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，所以辅助变量temp遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true){
            //判断链表是否走到最后
            if(temp == null){
                break;
            }
            //输出节点信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//定义HeroNode，每个HeroNode对象就是一个节点
class HeroNode{
    //data域
    public int number;
    public String name;
    public String nickName;
    //next域
    public HeroNode next;

    //构造器
    public HeroNode(int number, String name, String nickName) {
        this.number = number;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    /**
     * 为了显示方法，重回写toString方法
     * @return
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "number=" + number +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}

单向链表面试题

求单链表中节点的个数

//方法：获取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 有效节点个数
 */
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
    HeroNode cur = head.next;
    while(cur != null){
        length++;
        cur = cur.next;//遍历
    }
    return length;
}

查找单链表中的倒数第k个结点[新浪面试题]

//查找单链表中的倒数第k个结点
//思路：
//1.编写一个方法，接收head节点，同时接受一个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，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null
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index){
    //判断链表是否为空
    if(head.next == null){
        return null;//没有找到
    }
    //第一次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，就是倒数第K个点
    //先做一个index的校验
    if(index <= 0 || index > size){
        return null;
    }
    //定义辅助变量,for 循环定位到倒数的index
    HeroNode cur = head.next;
    for(int i =0; i < size-index; i++){
        cur = cur.next;
    }
    return cur;
}

单链表的反转[腾讯面试题]

思路

先定义一个节点reverseHead=new HeroNode();
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reverseHead的最前端.
原来的链表的head.next =reverseHead.next

//将单链表反转
public static void reverseList(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;
    }

    //定义一个辅助指针，帮助我们遍历链表
    HeroNode cur = head.next;
    HeroNode next = null;//记录当前节点的下一个节点
    HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");

    //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reverseHead的最前端.
    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指向后一个节点
    }
    //将head.next指向reverseHead.next，实现反转
    head.next = reverseHead.next;
}

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]

思路

方式1:先将单链表进行反转操作，然后再遍历即可，这样的做的问题是会破坏原来的单链表的结构，不建议
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.

//从尾到头打印单链表(栈)
public static void reversePrint(HeroNode head) {
    //如果当前链表为空，不能打印
    if(head.next == null || head.next.next == null){
        return;
    }
    //创建栈，将节点压入栈
    Stack<HeroNode> stack = new Stack<>();
    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());
    }
}