Java實現(xiàn)單向鏈表的基本功能詳解

更新時間：2018年03月29日 11:12:20 作者：Java3y

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java實現(xiàn)單向鏈表基本功能的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。

一、前言

最近在回顧數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，有部分的算法題用到了棧的思想，說起棧又不得不說鏈表了。數(shù)組和鏈表都是線性存儲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，棧和隊列都是線性存儲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用～

本文主要講解單鏈表的基礎(chǔ)知識點，做一個簡單的入門～如果有錯的地方請指正

二、回顧與知新

說起鏈表，我們先提一下數(shù)組吧，跟數(shù)組比較一下就很理解鏈表這種存儲結(jié)構(gòu)了。

2.1回顧數(shù)組

數(shù)組我們無論是C、Java都會學(xué)過：

數(shù)組是一種連續(xù)存儲線性結(jié)構(gòu)，元素類型相同，大小相等

數(shù)組的優(yōu)點：

存取速度快

數(shù)組的缺點：

事先必須知道數(shù)組的長度
插入刪除元素很慢
空間通常是有限制的
需要大塊連續(xù)的內(nèi)存塊
插入刪除元素的效率很低

2.2鏈表說明

看完了數(shù)組，回到我們的鏈表：

鏈表是離散存儲線性結(jié)構(gòu)

n個節(jié)點離散分配，彼此通過指針相連，每個節(jié)點只有一個前驅(qū)節(jié)點，每個節(jié)點只有一個后續(xù)節(jié)點，首節(jié)點沒有前驅(qū)節(jié)點，尾節(jié)點沒有后續(xù)節(jié)點。

鏈表優(yōu)點：

空間沒有限制
插入刪除元素很快

鏈表缺點：

存取速度很慢

鏈表相關(guān)術(shù)語介紹，我還是通過上面那個圖來說明吧：

確定一個鏈表我們只需要頭指針，通過頭指針就可以把整個鏈表都能推導(dǎo)出來了～

鏈表又分了好幾類：

1、單向鏈表

一個節(jié)點指向下一個節(jié)點

2、雙向鏈表

一個節(jié)點有兩個指針域

3、循環(huán)鏈表

能通過任何一個節(jié)點找到其他所有的節(jié)點，將兩種(雙向/單向)鏈表的最后一個結(jié)點指向第一個結(jié)點從而實現(xiàn)循環(huán)

操作鏈表要時刻記住的是：

節(jié)點中指針域指向的就是一個節(jié)點了！

三、Java實現(xiàn)鏈表

算法：

遍歷
查找
清空
銷毀
求長度
排序
刪除節(jié)點
插入節(jié)點

首先，我們定義一個類作為節(jié)點

數(shù)據(jù)域
指針域

為了操作方便我就直接定義成public了。

public class Node {

 //數(shù)據(jù)域
 public int data;
 //指針域，指向下一個節(jié)點
 public Node next;
 public Node() {
 }

 public Node(int data) {
 this.data = data;
 }

 public Node(int data, Node next) {
 this.data = data;
 this.next = next;
 }
}

3.1創(chuàng)建鏈表(增加節(jié)點)

向鏈表中插入數(shù)據(jù)：

找到尾節(jié)點進行插入
即使頭節(jié)點.next為null，不走while循環(huán)，也是將頭節(jié)點與新節(jié)點連接的(我已經(jīng)將head節(jié)點初始化過了，因此沒必要判斷頭節(jié)點是否為null)～

 /**
 * 向鏈表添加數(shù)據(jù)
 *
 * @param value 要添加的數(shù)據(jù)
 */
 public static void addData(int value) {
 //初始化要加入的節(jié)點
 Node newNode = new Node(value);
 //臨時節(jié)點
 Node temp = head;
 // 找到尾節(jié)點
 while (temp.next != null) {
 temp = temp.next;
 }
 // 已經(jīng)包括了頭節(jié)點.next為null的情況了～
 temp.next = newNode;
 }

3.2遍歷鏈表

上面我們已經(jīng)編寫了增加方法，現(xiàn)在遍歷一下看一下是否正確～～～

從首節(jié)點開始，不斷往后面找，直到后面的節(jié)點沒有數(shù)據(jù)：

 /**
 * 遍歷鏈表
 *
 * @param head 頭節(jié)點
 */
 public static void traverse(Node head) {
 //臨時節(jié)點，從首節(jié)點開始
 Node temp = head.next;
 while (temp != null) {
 System.out.println("關(guān)注公眾號Java3y：" + temp.data);
 //繼續(xù)下一個
 temp = temp.next;
 }
 }

結(jié)果：

3.3插入節(jié)點

插入一個節(jié)點到鏈表中，首先得判斷這個位置是否是合法的，才能進行插入～
找到想要插入的位置的上一個節(jié)點就可以了～

 /**
 * 插入節(jié)點
 *
 * @param head 頭指針
 * @param index 要插入的位置
 * @param value 要插入的值
 */
 public static void insertNode(Node head, int index, int value) {
 //首先需要判斷指定位置是否合法，
 if (index < 1 || index > linkListLength(head) + 1) {
 System.out.println("插入位置不合法。");
 return;
 }
 //臨時節(jié)點，從頭節(jié)點開始
 Node temp = head;
 //記錄遍歷的當(dāng)前位置
 int currentPos = 0;
 //初始化要插入的節(jié)點
 Node insertNode = new Node(value);
 while (temp.next != null) {
 //找到上一個節(jié)點的位置了
 if ((index - 1) == currentPos) {
 //temp表示的是上一個節(jié)點
 //將原本由上一個節(jié)點的指向交由插入的節(jié)點來指向
 insertNode.next = temp.next;
 //將上一個節(jié)點的指針域指向要插入的節(jié)點
 temp.next = insertNode;
 return;
 }
 currentPos++;
 temp = temp.next;
 }
 }

3.4獲取鏈表的長度

獲取鏈表的長度就很簡單了，遍歷一下，每得到一個節(jié)點+1即可～

 /**
 * 獲取鏈表的長度
 * @param head 頭指針
 */
 public static int linkListLength(Node head) {
 int length = 0;
 //臨時節(jié)點，從首節(jié)點開始
 Node temp = head.next;
 // 找到尾節(jié)點
 while (temp != null) {
 length++;
 temp = temp.next;
 }
 return length;
 }

3.5刪除節(jié)點

刪除某個位置上的節(jié)點其實是和插入節(jié)點很像的，同樣都要找到上一個節(jié)點。將上一個節(jié)點的指針域改變一下，就可以刪除了～

 /**
 * 根據(jù)位置刪除節(jié)點
 *
 * @param head 頭指針
 * @param index 要刪除的位置
 */
 public static void deleteNode(Node head, int index) {
 //首先需要判斷指定位置是否合法，
 if (index < 1 || index > linkListLength(head) + 1) {
  System.out.println("刪除位置不合法。");
  return;
 }

 //臨時節(jié)點，從頭節(jié)點開始
 Node temp = head;
 //記錄遍歷的當(dāng)前位置
 int currentPos = 0;
 while (temp.next != null) {
  //找到上一個節(jié)點的位置了
  if ((index - 1) == currentPos) {
  //temp表示的是上一個節(jié)點
  //temp.next表示的是想要刪除的節(jié)點
  //將想要刪除的節(jié)點存儲一下
  Node deleteNode = temp.next;
  //想要刪除節(jié)點的下一個節(jié)點交由上一個節(jié)點來控制
  temp.next = deleteNode.next;
  //Java會回收它，設(shè)置不設(shè)置為null應(yīng)該沒多大意義了(個人覺得,如果不對請指出哦～)
  deleteNode = null;
  return;
  }
  currentPos++;
  temp = temp.next;
 }
 }

3.6對鏈表進行排序

前面已經(jīng)講過了8種的排序算法了【八種排序算法總結(jié)】，這次挑簡單的冒泡排序吧(其實我是想寫快速排序的，嘗試了一下感覺有點難.....)

 /**
 * 對鏈表進行排序
 *
 * @param head
 *
 */
 public static void sortLinkList(Node head) {
 Node currentNode;
 Node nextNode;
 for (currentNode = head.next; currentNode.next != null; currentNode = currentNode.next) {
  for (nextNode = head.next; nextNode.next != null; nextNode = nextNode.next) {
  if (nextNode.data > nextNode.next.data) {
   int temp = nextNode.data;
   nextNode.data = nextNode.next.data;
   nextNode.next.data = temp;
  }
  }
 }
 }

3.7找到鏈表中倒數(shù)第k個節(jié)點

這個算法挺有趣的：設(shè)置兩個指針p1、p2，讓p2比p1快k個節(jié)點，同時向后遍歷，當(dāng)p2為空，則p1為倒數(shù)第k個節(jié)點

 /**
 * 找到鏈表中倒數(shù)第k個節(jié)點(設(shè)置兩個指針p1、p2，讓p2比p1快k個節(jié)點，同時向后遍歷，當(dāng)p2為空，則p1為倒數(shù)第k個節(jié)點
 *
 * @param head
 * @param k 倒數(shù)第k個節(jié)點
 */
 public static Node findKNode(Node head, int k) {
 if (k < 1 || k > linkListLength(head))
  return null;
 Node p1 = head;
 Node p2 = head;
 // p2比怕p1快k個節(jié)點
 for (int i = 0; i < k - 1; i++)
  p2 = p2.next;
 // 只要p2為null，那么p1就是倒數(shù)第k個節(jié)點了
 while (p2.next != null) {

  p2 = p2.next;
  p1 = p1.next;
 }
 return p1;
 }

3.8刪除鏈表重復(fù)數(shù)據(jù)

跟冒泡排序差不多，只要它相等，就能刪除了～

 /**
 * 刪除鏈表重復(fù)數(shù)據(jù)(跟冒泡差不多，等于刪除就是了)
 *
 * @param head 頭節(jié)點
 */
 public static void deleteDuplecate(Node head) {
 //臨時節(jié)點，(從首節(jié)點開始-->真正有數(shù)據(jù)的節(jié)點)
 Node temp = head.next;

 //當(dāng)前節(jié)點(首節(jié)點)的下一個節(jié)點
 Node nextNode = temp.next;
 while (temp.next != null) {
  while (nextNode.next != null) {
  if (nextNode.next.data == nextNode.data) {
   //將下一個節(jié)點刪除(當(dāng)前節(jié)點指向下下個節(jié)點)
   nextNode.next = nextNode.next.next;
  } else {

   //繼續(xù)下一個
   nextNode = nextNode.next;
  }
  }
  //下一輪比較
  temp = temp.next;
 }
 }

3.9查詢鏈表的中間節(jié)點

這個算法也挺有趣的：一個每次走1步，一個每次走兩步，走兩步的遍歷完，然后走一步的指針，那就是中間節(jié)點

 /**
 * 查詢單鏈表的中間節(jié)點
 */
 public static Node searchMid(Node head) {
 Node p1 = head;
 Node p2 = head;
 // 一個走一步，一個走兩步，直到為null，走一步的到達的就是中間節(jié)點
 while (p2 != null && p2.next != null && p2.next.next != null) {
  p1 = p1.next;
  p2 = p2.next.next;
 }
 return p1;
 }

3.10通過遞歸從尾到頭輸出單鏈表

 /**
 * 通過遞歸從尾到頭輸出單鏈表
 *
 * @param head 頭節(jié)點
 */
 public static void printListReversely(Node head) {
 if (head != null) {
  printListReversely(head.next);
  System.out.println(head.data);
 }
 }

3.11反轉(zhuǎn)鏈表

 /**
 * 實現(xiàn)鏈表的反轉(zhuǎn)
 *
 * @param node 鏈表的頭節(jié)點
 */
 public static Node reverseLinkList(Node node) {
 Node prev ;
 if (node == null || node.next == null) {
  prev = node;
 } else {
  Node tmp = reverseLinkList(node.next);
  node.next.next = node;
  node.next = null;
  prev = tmp;
 }
 return prev;
 }