文章目录

1 链表介绍2 单链表2.1 单链表介绍2.2 单链表的遍历及添加节点2.2.1 不按照编号顺序添加2.2.2 按照编号顺序添加 2.3 单链表节点的修改2.3 单链表节点的删除2.4 单链表相关习题及答案 2 双向链表2.1 双向链表的遍历2.2 双向链表的添加节点2.3 双向链表的修改节点2.4 双向链表的删除节点 3 单向环形链表3.1 约瑟夫环3.2 构造单向环形链表3.3 遍历环形链表3.4 约瑟夫环出圈代码

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1 链表介绍

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：指向下一个节点如下图，发现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

2 单链表

2.1 单链表介绍

2.2 单链表的遍历及添加节点

2.2.1 不按照编号顺序添加

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

通过一个辅助变量，帮助遍历整个链表

代码

class SingleLinkedListDemo { //定义一个SingleLinkedList来管理我们的英雄人物 static class SingleLinkedList{ //先初始化头结点，头结点不要动，不存放具体数据 private HeroNode head = new HeroNode(0,"",""); //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变量遍历temp HeroNode temp = head; //遍历链表，找到最后 while (true){ //找到链表最后 if (temp.next == null){ break; } //如果没有找到最后，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; } //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 static 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; } //为了显示方便，重写toString方法 @Override public String toString() { return "HeroNode{" + "no=" + no + ", name='" + name + '\'' + ", nickname='" + nickname + '\'' + '}'; } } } public class test { public static void main(String[] args) { //进行测试 //先创建节点 SingleLinkedListDemo.HeroNode hero1 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(1, "宋江", "及时雨"); SingleLinkedListDemo.HeroNode hero2 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟"); SingleLinkedListDemo.HeroNode hero3 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(3, "吴用", "智多星"); SingleLinkedListDemo.HeroNode hero4 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(4, "林冲", "豹子头"); //创建一个链表 SingleLinkedListDemo.SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedListDemo.SingleLinkedList(); //加入 singleLinkedList.add(hero1); singleLinkedList.add(hero2); singleLinkedList.add(hero3); singleLinkedList.add(hero4); //显示 singleLinkedList.list(); } }

2.2.2 按照编号顺序添加

首先找到新添加的节点的位置，是通过辅助变量（temp），通过遍历来做的新的节点.next = temp.next将temp.next = 新的节点 class SingleLinkedListDemo { //定义一个SingleLinkedList来管理我们的英雄人物 static class SingleLinkedList{ //先初始化头结点，头结点不要动，不存放具体数据 private HeroNode head = new HeroNode(0,"",""); //添加节点到单向链表 //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 public void addByOrder(HeroNode heroNode){ //因为头节点不能动，因此我们仍通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置 //因为单链表，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; while (true){ if (temp.next == null){//说明temp已经在链表最后 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的编号已存在 flag = true; 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.println("准备插入的英雄编号"+heroNode.no+"已经存在，不能添加"); }else { //插入到链表中，temp的后面 heroNode.next = temp.next; temp.next = heroNode; } } //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 static 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; } //为了显示方便，重写toString方法 @Override public String toString() { return "HeroNode{" + "no=" + no + ", name='" + name + '\'' + ", nickname='" + nickname + '\'' + '}'; } } } public class test { public static void main(String[] args) { //进行测试 //先创建节点 SingleLinkedListDemo.HeroNode hero1 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(1, "宋江", "及时雨"); SingleLinkedListDemo.HeroNode hero2 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟"); SingleLinkedListDemo.HeroNode hero3 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(3, "吴用", "智多星"); SingleLinkedListDemo.HeroNode hero4 = new SingleLinkedListDemo.HeroNode(4, "林冲", "豹子头"); //创建一个链表 SingleLinkedListDemo.SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedListDemo.SingleLinkedList(); //加入 singleLinkedList.addByOrder(hero1); singleLinkedList.addByOrder(hero4); singleLinkedList.addByOrder(hero2); singleLinkedList.addByOrder(hero3); singleLinkedList.addByOrder(hero3); //显示 singleLinkedList.list(); } }

2.3 单链表节点的修改

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){ //找到了 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.println("没有找到编号为"+newHeroNode.no+"的节点"); } }

2.3 单链表节点的删除

思路

我们先找到需要删除的这个节点的前一个节点temptemp.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 //删除节点 public void del(int no){ HeroNode temp = head; boolean flag = false;//标志是否找到删除节点 while (true){ if (temp.next == null){//已经到链表最后 break; } if (temp.next.no == no){ //找到待删除节点的前一个节点temp flag = true; break; } temp = temp.next; } //判断flag if (flag){//找到 //可以删除 temp.next = temp.next.next; }else { System.out.println("要删除的节点"+no+"不存在"); } }

2.4 单链表相关习题及答案

获取单链表的有效节点的个数（如果是带头节点的链表，需要不统计头节点） //获取单链表的有效节点的个数（如果是带头节点的链表，需要不统计头节点） /** * * @param head 链表头节点 * @return 返回的是有效节点的个数 */ public static int getLength(HeroNode head){ if (head.next == null){ return 0; } int length = 0; //定义一个辅助变量，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; } 查找单链表中的倒数第k个节点 思路： 先编写一个方法，接收head节点，同时接收一个index，index是倒数第index节点 再把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度getLength 再得到size之后，我们从链表的第一个开始遍历（size-index）个，就可以得到 public static int getLength(HeroNode head){ if (head.next == null){ return 0; } int length = 0; //定义一个辅助变量，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; } public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head,int index){ if (head.next == null){ return null; } //第一次遍历，得到链表的长度（节点的个数） 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 if (index<=0||index>size){ return null; } //定义一个辅助变量,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 //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，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后移 } //将head.next 指向 reverseHead.next,实现单链表的反转 head.next = reverseHead.next; } 从尾到头打印单链表 思路： 方式一：先将单链表进行反转操作，然后再遍历即可，这样做的问题是会破坏原来的单链表的结构（不建议） 方式二：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 //逆序打印 public static void reversePrint(HeroNode head){ if (head.next == null){ return;//空链表，不能打印 } //创建一个栈，将各节点压入栈 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 while (stack.size()>0){ System.out.println(stack.pop()); } }

2 双向链表

双向链表与单向链表相比较：

查找的只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找单向链表不能自我删除，需要靠辅助节点（找到待删除节点的前一个节点），而双向链表可以自我删除

2.1 双向链表的遍历

遍历方法和单链表一致，只是可以向前，也可以向后查找

//遍历双向链表 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 HeroNode2 temp = head.next; while (true){ //判断是否到链表最后 if (temp == null){ break; } //输出节点信息 System.out.println(temp); //将temp后移，一定小心 temp = temp.next; } }

2.2 双向链表的添加节点

（默认添加到双向链表的最后）

先找到双向链表的最后一个节点temp.next = newHeroNodenewHeroNode.pre = temp //添加一个节点到双向链表的最后 public void add(HeroNode2 heroNode){ // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量遍历temp HeroNode2 temp = head; //遍历链表，找到最后 while (true){ //找到链表最后 if (temp.next == null){ break; } //如果没有找到最后，将temp后移 temp = temp.next; } //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后 //形成一个双向链表 temp.next = heroNode; heroNode.pre = temp; }

2.3 双向链表的修改节点

双向链表的修改与单链表一致

//修改一个节点的内容，与单项链表一致 public void update(HeroNode2 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 HeroNode2 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){ //找到了 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.println("没有找到编号为"+newHeroNode.no+"的节点"); } }

2.4 双向链表的删除节点

从双向链表中删除一个节点 对于双向链表直接找到要删除的节点，不需要像单链表那样找到要删除节点的前一个节点 找到后自我删除即可

假设要删除temp这个节点，直接找到他temp.pre.next = temp.nexttemp.next.pre = temp.pre //从双向链表中删除一个节点 //对于双向链表直接找到要删除的节点，不需要像单链表那样找到要删除节点的前一个节点 //找到后自我删除即可 public void del(int no){ //判断当前链表是否为空 if (head.next == null){//空链表 System.out.println("链表为空，无法删除"); return; } HeroNode2 temp = head.next;//辅助变量 boolean flag = false;//标志是否找到删除节点 while (true){ if (temp == null){//已经到链表最后节点的next break; } if (temp.no == no){ //找到待删除节点的前一个节点temp flag = true; break; } temp = temp.next; } //判断flag if (flag){//找到 //可以删除 temp.pre.next = temp.next; //若是最后一个节点，就不需要执行temp.next.pre = temp.pre //否则会空指针异常 if (temp.next!=null){ temp.next.pre = temp.pre; } }else { System.out.println("要删除的节点"+no+"不存在"); } }

3 单向环形链表

3.1 约瑟夫环

m个人围成一个圈，指定一个数字n,从第一个人开始报数，每轮报到n的选手出局，由下一个人接着从头开始报，最后一个人是赢家。其中m>1,n>2。（这里我们可以得出一个出队编号的序列）

假设： n = 5，即有5个人 k = 1，即从第一个人开始报数 m = 2，数2下

出圈思路

创建一个辅助指针helper，事先应该指向环形链表的最后一个节点小孩报数前，先让first和helper移动k-1次当小孩报数时，让first和helper指针同时移动m-1次这时就可以将first指向Boy节点出圈 first = first.next helper.next = first 原来first指向的节点就没有任何引用，就会被回收

手算的出队列的顺序为：24153

3.2 构造单向环形链表

构建一个单向的环形链表的思路

先创建第一个节点，让first指向该节点，并形成环形后面当我们每创建一个新的节点，就把该节点加入到已有的环形链表中即可

3.3 遍历环形链表

先让一个辅助指针curBoy，指向first节点然后通过一个while循环遍历该环形链表即可，curBoy.next == first 结束

3.4 约瑟夫环出圈代码

//创建一个环形的单向链表 class CircleSingleLinkedList{ //创建一个first节点，当前没有编号 private Boy first = null; //添加Boy节点，构建成一个环形链表 public void addBoy(int nums){ //num做一个数据校验 if (nums<1){ System.out.println("nums的值不正确"); return; } Boy curBoy = null;//辅助指针，帮助构建环形链表 //使用for来创建我们的环形链表 for (int i = 1; i <= nums; i++) { //根据编号，创建Boy节点 Boy boy = new Boy(i); //如果是第一个Boy if (i==1){ first = boy; first.setNext(first);//构成环 curBoy = first;//让curBoy指向第一个Boy }else { curBoy.setNext(boy); boy.setNext(first); curBoy = boy; } } } //遍历当前环形链表 public void showBoy(){ //判断链表是否为空 if (first == null){ System.out.println("没有Boy"); return; } //因为first不能动，因此我们仍然需要使用一个辅助指针完成遍历 Boy curBoy = first; while (true){ System.out.println("小孩的编号为："+curBoy.getNo()); if (curBoy.getNext() == first){//说明已经遍历完毕 break; } curBoy = curBoy.getNext();//curBoy后移 } } //根据用户的输入，计算Boy出圈的顺序 /** * * @param startNo 表示从第几个小孩开始数数 * @param countNum 表示数几下 * @param nums 表示最初由多少小孩在圈中 */ public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums){ //先对数据进行校验 if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums){ System.out.println("参数输入有误，请重新输入"); return; } //创建一个辅助指针，帮助完成Boy出圈 Boy helper = first; //创建一个辅助指针helper，事先应指向环形链表的最后这个节点 while (true){ if (helper.getNext() == first){ break; } helper = helper.getNext(); } //Boy报数前，先让first和helper移动k-1次 for (int j = 0; j < startNo-1; j++) { first = first.getNext(); helper = helper.getNext(); } //当小号报数时，让first和helper指针同时移动m-1次，然后出圈 //这里是一个循环操作，直到圈中只有一个节点 while (true){ if (helper == first){//说明圈中只有一个节点 break; } //让first 和 helper 指针同时 移动 countNum -1 for (int j = 0; j < countNum-1; j++) { first = first.getNext(); helper = helper.getNext(); } //这时first指向的节点，就是要出圈的小孩节点 System.out.println("Boy"+first.getNo()+"出圈"); System.out.println(); //这时将first指向的小孩节点出圈 first = first.getNext(); helper.setNext(first); } System.out.print("最后留在圈中的小孩编号为："+first.getNo()); } } //创建一个Boy类，表示一个节点 class Boy{ private int no; private Boy next; public Boy(int no){ this.no = no; } public int getNo() { return no; } public void setNo(int no) { this.no = no; } public Boy getNext() { return next; } public void setNext(Boy next) { this.next = next; } }

测试代码

public class Josepfu { public static void main(String[] args) { //测试构建和遍历是否正确 CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList(); circleSingleLinkedList.addBoy(5);//5个Boy节点 circleSingleLinkedList.showBoy(); //测试Boy出圈 circleSingleLinkedList.countBoy(1,2,5);//24153 } }