【数据结构与算法】——链表（Linked List）
2024-08-31 14:02:37
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：
- 链表是以节点的方式来存储的，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的。
- 链表分带头节点的链表和没有头节点的链表，根据实际需求来确定。
单链表（带头结点）逻辑结构示意图：
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。
- 第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部。
- 第二种方法在添加英雄时，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）
单链的创建示意图
添加（创建）
- 先创建一个head头节点，作用就是表示单链表的头。
- 后面我们每添加一个节点，就直接加入到链表的最后。
- 遍历：通过一个辅助遍历，帮助遍历整个链表。
代码实现（直接添加到链表的尾部）
/**
* @Author Fu~Qiang
* @Time 2021-3-13 19:06:46
* @Version 1.0
* <p>Description:单链表</p>
*/
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 测试
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");
//创建链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
singleLinkedList.add(heroNode2);
singleLinkedList.add(heroNode1);
singleLinkedList.add(heroNode3);
singleLinkedList.add(heroNode4);
singleLinkedList.list();
}
}
//定义一个SingleLinkedList来管理英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一个头节点
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向链表方法
//当不考虑编号的顺序时，找到当前链表最后的节点，将最后这个节点的next指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode) {
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while(true) {
if(temp.next == null) {
break;
}
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
temp.next = heroNode;
}
//显示链表
public void list() {
//判断链表是否为null
if(head.next == null) {
System.out.println("链表为空~~");
return;
}
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//是否到链表最后
if(temp == null) {
break;
}
//输出节点信息
System.out.println(temp);
//将next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;
}
//重写toString
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "HeroNode [no="+no+",name="+name+",nickName="+nickName+"]";
}
}
运行截图
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）
- 新的节点.next=temp.next
- 让temp.next=新的节点
代码实现（按照编号顺序添加）
/**
* @Author Fu~Qiang
* @Time 2021-3-13 19:06:46
* @Version 1.0
* <p>Description:单链表</p>
*/
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 测试
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");
//创建链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
singleLinkedList.add(heroNode2);
singleLinkedList.add(heroNode1);
singleLinkedList.add(heroNode3);
singleLinkedList.add(heroNode4);
singleLinkedList.list();
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode2);
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode1);
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode4);
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode3);
// singleLinkedList.list();
}
}
//定义一个SingleLinkedList来管理英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一个头节点
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向链表方法
//当不考虑编号的顺序时，找到当前链表最后的节点，将最后这个节点的next指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode) {
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while(true) {
if(temp.next == null) {
break;
}
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
temp.next = heroNode;
}
//第二种添加英雄的方法
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;
while(true) {
if(temp.next == null) {//链表最后
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no) {
break;
}else if(temp.next.no == heroNode.no) {//编号已存在
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
if(flag) {//flag=true，编号已存在，不能添加
System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在",heroNode.no);
}else {
//插入到链表中
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//显示链表
public void list() {
//判断链表是否为null
if(head.next == null) {
System.out.println("链表为空~~");
return;
}
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//是否到链表最后
if(temp == null) {
break;
}
//输出节点信息
System.out.println(temp);
//将next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;
}
//重写toString
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "HeroNode [no="+no+",name="+name+",nickName="+nickName+"]";
}
}
运行截图
单链表的修改
- 先找需要修改的节点，通过遍历。
- temp.name = heroNode.name;temp.nickName = heroNode.nickName;
代码实现
//修改节点的信息，根据编号来修改，编号不能修改
public void edit(HeroNode heroNode) {
//判断是否为空
if(head.next == null) {
System.out.println("链表为空~~");
return;
}
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;
while(true) {
if(temp == null) {
//到链表的最后
break;
}
//找到需要修改的节点
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);
}
}
运行截图
单链表的删除
- 先找到需要删除的这个节点的前一个节点temp。
- temp.next=temp.next.next。
- 被删除的节点，将不会有其他引用指向，会被垃圾回收机制回收。
代码实现
//删除节点
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;
while(true) {
//已经到链表最后
if(temp.next == null) {
break;
}
//找到待删除节点的前一个节点
if(temp.next.no == no) {
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;//temp后移，遍历
}
if(flag) {
temp.next=temp.next.next;
}else{
System.out.printf("要删除的%d不存在，无法删除",no);
}
}
运行截图
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