Java數據結構 -- 鏈表

生活中的鏈表

鏈表其實是一個一環扣一環的東西，最簡單明瞭的就是我們的鏈子了，它就是一個一環扣一環的東西

鏈表介紹

• 鏈表在內存中的圖解可以用下圖來表示
  

1. 鏈表是以節點的方式存儲，是一個鏈式存儲。
2. 每個節點都有一個data域，和一個next域。
3. 鏈表的內存空間可能是不連續的。
4. 鏈表有帶頭節點和不帶頭節點兩種，具體使用哪一種視情況而定。

單鏈表的代碼書寫

單鏈表的數據模型

單鏈表書寫

這裏我們使用一個學生作爲節點類，來完成對鏈表的增加節點，刪除節點，修改節點，遍歷整個鏈表並打印輸出。

public class Student {
	private String name;
	private int no;
	private Student next;
	
	public Student() {
	
	}
	
	public Student(String name,int no) {
		this.name = name;
		this.no = no;
	}
	
	public int getNo() {
		return no;
	}
	
	public void setNo(int no) {
		this.no = no;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	
	public void setName() {
		this.name = name;
	}
	
	public Student getNext() {
		return next;
	}
	
	public Student setNext() {
		this.next = next;
	}
}

/**
* 這是一個帶頭節點的鏈表模擬
*/
public class LinkListDemo {

	public Student head = new Student(); // 設置頭節點，沒有實際數據存放

	/**
	* 將數據按照no順序添加到鏈表中
	* 實現思路：如果head的next域爲空則直接插入到next域中
	* 如果head節點的next域不爲空，則遍歷該節點，當節點的next域no大於要插入的
	* 節點no，則將其插入在當前節點的next域
	* 如果沒有符合條件的，則插入在該鏈表的最後
	* @param stu 學生節點
	* @return 添加成功返回true， 失敗返回false
	*/
	public boolean addLink(Student stu) {
		if (head.getNext() == null) {
			head.setNext(stu);
		} else {
			Student temp = head;
			boolean flag= true;
			while (true) {
				if (temp.getNext() == null) {
					break;
				}else if (temp.getNext().getNo() == stu.getNo()) {
					flag == false;
					break;
				} else if (temp.getNext().getNo() > stu.getNo()) {
					break;
				}
				temp = temp.getNext();
			}
			if (flag) {
				stu.setNext(temp.getNext());
				tem.setNext(stu);
			} else {
				System.out.print("該no已經在這個鏈表中存在了");
			}
			return flag;
		}
	}

	/**
	* 刪除鏈表中的節點
	* 實現思路：如果head的next域爲空，則直接返回false
	* 如果head域不爲空，則遍歷該鏈表，找到則將該節點刪除，否則返回false
	* @param stu 需要刪除的節點
	* @return 刪除成功返回true ，失敗false
	*/
	public boolean delLink(Student stu) {
		boolean flag = false;
		if (head.getNext() == null) {
			System.out.print("鏈表爲空！！找不到元素");
			return flag;
		}
		Student temp = head;
		while (true) {
			if (temp.getNext() == null) {
				break;
			} else if (temp.getNext().getNo == stu.getNo()) {
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.getNext();
		}
		if (flag) {
			temp.setNext(temp.getNext().getNext());
		}
		return flag;
	}
/**
	* 修改鏈表中的節點
	* 實現思路：如果head的next域爲空，則直接返回false
	* 如果head域不爲空，則遍歷該鏈表，找到則將該節點修改，否則返回false
	* @param stu 需要刪除的節點
	* @return 刪除成功返回true ，失敗false
	*/
	public boolean upLink(Student stu) {
		boolean flag = false;
		if (head.getNext() == null) {
			System.out.print("鏈表爲空！！找不到元素");
			return flag;
		}
		Student temp = head;
		while (true) {
			if (temp.getNext() == null) {
				break;
			} else if (temp.getNo == stu.getNo()) {
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.getNext();
		}
		if (flag) {
			tem.setNo(stu.getNo());
			tem.setName(stu.getName());
		}
		return flag;
	}
}

面試題分享

• 計算單鏈表中有效元素個數

/**
* 實現思路：
* 遍歷鏈表，計算其有效元素個數
* @param node需要計算的鏈表
* @return 計算得到的鏈表有效元素個數
*/
public static int getLength(Student head) {
	if (null == head.getNext()) {
		return 0;
	}
	Student temp = head.getNext();
	int count = 0;
	while (null != temp.getNext()) {
		temp = temp.getNext();
		count++;
	}
	return count;
}

• 查找單鏈表中倒數第K個節點

/**
* 實現思路：
* 1. 計算鏈表中有效元素個數length
* 2. 通過length - index 就是我們正方向數的下標位置
* 3. 遍歷鏈表，找到指定下標的位置
* @param head 鏈表的頭節點
* @param lastIndex需要查找的下標位置
* @return 找到則返回student對象，沒有找到返回null
*/
public static Student findLastIndexNode(Student head, int lastIndex) {
	if (head.getNext() == null) {
		throw new NullPointsException();
	}
	int size = getLength(head);
	int index = size - lastIndex;
	
	Student temp = head.getNext();
	int count = 0;
	while (count < index) {
		temp = temp.getNext();
		count++;
	}
}

• 單鏈表的反轉

/**
* 實現思路：
* 1. 新創建一個臨時鏈表的頭節點
* 2. 遍歷需要反轉的鏈表
* 3. 將取下的節點插在臨時鏈表頭的next節點上
* 4. 將臨時節點頭的next拼接在head頭節點next上
* 5. 完成鏈表反轉
* @param head 需要反轉的鏈表
*/
public static void reverseList(Student head) {
	if (null == head.getNext()) {
		throw new RuntimeException("鏈表爲空！！！");
	}

	// 創建一個新的鏈表
	Student tempHead = new Student();
	Student temp  = head.getNext();
	// 記錄下當前節點的下一個節點
	Student next = null;
	while (temp != null) {
		next = temp.getNext();
		temp.setNext(tempHead.getNext());
		tempHead.setNext(temp);
		temp = next;
	}
	head.setNext(tempHead.getNext());
}