链表
链表
#链表介绍
链表是有序的列表，但是它在内存中是存储如下
image
小结上图：
- 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:发现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
- 单链表(带头结点）逻辑结构示意图如下
image
#单链表的应用案例
#添加节点
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，注: 删除和修改 ,查找
- 第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部 思路分析示意图:
image
/**
* @author frx
* @version 1.0
* @date 2022/12/17 21:31
*/
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero3);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero4);
//显示
singleLinkedList.list();
}
}
//定义SingleLinkedList来管理英雄
class SingleLinkedList {
//初始化一个头结点，头结点不要动，不存放具体的数据
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//添加节点到单向列表
//思路：当不考虑编号的顺序时
//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节点不能动，因此我们需要一个辅助变量temp
HeroNode temp = head;
//遍历链表，找到最后
while (true) {
if(temp.next == null) {
break;
}
//如果没有找到最后，就将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;
}
//因为头结点，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;
}
//输出节点的信息
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;//昵称
public HeroNode next;//指向下一个节点
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
控制台打印
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
Process finished with exit code 0
- 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(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)
思路的分析示意图:
image
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
//显示
singleLinkedList.list();
}
}
//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
//如果有这个排名，则添加失败，并给出提示
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
//因为头结点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
//因此，我们找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则插入
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//标志添加的编号是否存在，默认为false
while (true) {
if (temp.next == null) {//说明temp已经在链表的最后
break;
}
if (temp.next.no > heroNode.no) {//位置找到，就在temp的后面
break;
} else if (temp.next.no == heroNode.no) { //说明希望添加的heroNode的编号已经存在
flag = true; //说明编号存在
break;
}
temp = temp.next;//后移，遍历当前链表
}
//判断flag的值
if (flag) {
System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在，不能加入\n", heroNode.no);
} else {
//插入到链表中
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
- 测试
准备插入的英雄的编号 2 已经存在，不能加入
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
Process finished with exit code 0
#修改节点
思路：
- 先找到该节点，通过遍历
temp.name = newHeroNode.name ;temp.nickname= newHeroNode.nickname
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
System.out.println("修改前：");
singleLinkedList.list();
//测试修改节点的代码
HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");
singleLinkedList.update(newHeroNode);
//显示
System.out.println("修改后：");
singleLinkedList.list();
}
}
//修改节点的功能，根绝no编号来修改，即no编号不能修改
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.printf("没有找到编号 %d 的节点,不能修改\n",newHeroNode.no);
}
}
测试结果
修改前：
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
修改后：
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='小卢', nickname='玉麒麟~~'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
Process finished with exit code 0
#删除节点
思路分析的示意图:
image
从单链表中删除一个节点的思路：
- 我们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
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
System.out.println("删除之前的链表情况：");
singleLinkedList.list();
//删除一个节点
singleLinkedList.del(1);
singleLinkedList.del(4);
System.out.println("删除之后的链表情况：");
singleLinkedList.list();
}
}
//删除节点
//1 head 不能动，因此我们需要一个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 no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//标志是否找到删除节点的前一个节点
while (true) {
if (temp.next == null) { //已经到链表的最后
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; //temp后移，实现遍历
}
//判断flag
if (flag) { //找到
//可以删除
temp.next = temp.next.next;
} else {
System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n",no);
}
}
- 测试
删除之前的链表情况：
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
删除之后的链表情况：
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
Process finished with exit code 0
#单链表面试题
单链表的常见面试题如下：
- 求单链表中有效节点的个数
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.del(1);
singleLinkedList.del(4);
System.out.println("有效的节点个数为："+SingleLinkedList.getLength(singleLinkedList.getHead()));
}
}
//方法：获取到单链表的节点的个数(如果是带头结点的这种链表，需要不统计头结点)
/**
* @param head 链表的头结点
* @return 返回的就是有效节点的个数
*/
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，这里我们没有统计头结点
HeroNode cur = head.next;
while (cur != null) {
length++;
cur = cur.next;//遍历
}
return length;
}
public HeroNode getHead() {
return head;
}
- 测试
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
有效的节点个数为：2
Process finished with exit code 0
- 查找单链表中的倒数第k个结点
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.list();
System.out.println("有效的节点个数为：" + SingleLinkedList.getLength(singleLinkedList.getHead()));
//测试一下看看是否得到了倒数第K个节点
HeroNode result = SingleLinkedList.findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 1);
System.out.println("result:" + result);
}
}
//查找单链表的倒数第k个节点【新浪面试题】
//思路
//1.编写一个方法，接受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，我们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，否则返回为null
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
//判断如果链表为空，返回null
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，就是我们倒数的第k个节点
//先做一个index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 current = head.next; //3 //size-1
for (int i = 0; i < size - index; i++) {
current = current.next;
}
return current;
}
- 测试
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
有效的节点个数为：4
result:HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
Process finished with exit code 0
- 单链表的反转 思路解析图解
image
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
//测试一下单链表的反转功能
System.out.println("原来链表的情况：");
singleLinkedList.list();
SingleLinkedList.reverseList(singleLinkedList.getHead());
System.out.println("反转过后的链表：");
singleLinkedList.list();
}
}
//将单链表进行反转
public static void reverseList(HeroNode head) {
//如果当前链表为null,或者只有一个节点，就无需反转，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 current = head.next;
HeroNode next = null;//指向当前节点[current]的下一个节点
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0,"","");
//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 (current != null){
next = current.next;//先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用
current.next = reverseHead.next;//将current的下一个节点指向链表的最前端
reverseHead.next = current;//将current链接到新的链表上
current = next; //让current后移
}
//将head.next指向reverseHead.next，实现单链表的反转
head.next = reverseHead.next;
}
- 测试
原来链表的情况：
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
反转过后的链表：
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
Process finished with exit code 0
- 从头到尾打印单链表
image
思考：
- 上面的题的要求就是逆序打印单链表.
- 方式1:先将单链表进行反转操作,然后再遍历即可，这样做的问题是破坏原来的单链表的一个结构
- 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，就实现了逆序打印对的结果
举例演示栈的使用：
/**
* @author frx
* @version 1.0
* @date 2022/12/20 22:22
*/
public class TestStack {
public static void main(String[] args) {
Stack<String> stack = new Stack<>();
//入栈
stack.add("Jack");
stack.add("Tom");
stack.add("Smith");
//取出
//出栈
while (stack.size() > 0) {
System.out.println(stack.pop());//pop就是把栈顶的数据取出
}
}
}
结果
Smith
Tom
Jack
Process finished with exit code 0
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//测试
//先创建节点
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
//测试一下单链表的反转功能
System.out.println("原来链表的情况：");
singleLinkedList.list();
System.out.println("逆序打印的结果为，没有改变链表的结构：");
SingleLinkedList.reservePrint(singleLinkedList.getHead());
}
}
- 测试结果
原来链表的情况：
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
逆序打印的结果为：
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
Process finished with exit code 0
#双向链表应用实例
#双向链表的操作分析和实现
使用带head头的双向链表实现–水浒英雄排行榜
- 管理单向链表的缺点分析: 单向链表，查找的方向只能是一个方向，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﹐而双向链表，则可以自我删除，所以前面我们单链表删除时节点，总是找到temp,temp是待删除节点的前一个节点(认真体会)。 分析了双向链表如何完成遍历，添加，修改和删除的思路
image
对上图说明：
分析双向链表的遍历，添加，修改，删除的操作思路===》代码实现
- 遍历 方和单链表一样，只是可以向前，也可以向后查找
- 添加(默认添加到双向链表的最后)
- 先找到双向链表的最后这个节点
- temp.next = newHeroNode;
- newHeroNode.pre = temp;
- 修改思路和原来的单向链表一样.
- 删除
- 因为是双向链表，因此，我们可以实现自我删除某个节点
- 直接找到要删除的这个节点，比如temp
- temp.pre.next = temp.next;
- temp.next.pre = temp.pre;
/**
* @author frx
* @version 1.0
* @date 2022/12/21 19:19
*/
public class DoubleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("双向链表的测试：");
HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");
HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "玉麒麟");
HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");
HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");
//创建一个双向链表
DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
doubleLinkedList.add(hero1);
doubleLinkedList.add(hero2);
doubleLinkedList.add(hero3);
doubleLinkedList.add(hero4);
//显示
doubleLinkedList.list();
//修改
HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4, "公孙胜", "入云龙");
doubleLinkedList.update(newHeroNode);
System.out.println("修改后的链表情况：");
doubleLinkedList.list();
//删除
doubleLinkedList.del(3);
System.out.println("删除后的链表情况：");
doubleLinkedList.list();
//顺序添加
//先把链表清空
doubleLinkedList.del(1);
doubleLinkedList.del(2);
doubleLinkedList.del(4);
System.out.println("按编号顺序添加到链表的情况：");
doubleLinkedList.addByOrder(hero2);
doubleLinkedList.addByOrder(hero3);
doubleLinkedList.addByOrder(hero4);
doubleLinkedList.addByOrder(hero1);
doubleLinkedList.list();
}
}
//创建一个双向链表的类
class DoubleLinkedList {
//初始化一个头结点，头结点不要动，不存放具体的数据
private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");
//返回头结点
public HeroNode2 getHead() {
return head;
}
//遍历双向链表的方法
public void list() {
//判断链表是否为空
if (head.next == null) {
System.out.println("链表为空");
return;
}
//因为头结点，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;
}
//输出节点的信息
System.out.println(temp);
//将next后移
temp = temp.next;
}
}
//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temp
HeroNode2 temp = head;
//遍历链表，找到最后
while (true) {
if (temp.next == null) {
break;
}
//如果没有找到最后，就将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;
}
//修改一个节点的内容，可以看到双向链表的节点内容修改和单向链表一样
//只是节点的类型改成 HeroNode2
public void update(HeroNode2 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.printf("没有找到编号 %d 的节点,不能修改\n", newHeroNode.no);
}
}
//从双向链表删除一个节点
//1.对于双向链表，可以直接找到要删除的这个节点
//2.找到以后，自我删除
public void del(int no) {
//判断当前链表是否为空
if (head.next == null) {
System.out.println("链表为空，无法删除");
return;
}
HeroNode2 temp = head;
boolean flag = false;//标志是否找到删除节点的前一个节点
while (true) {
if (temp == null) { //已经到链表的最后节点的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; //temp后移，实现遍历
}
//判断flag
if (flag) { //找到
//可以删除
temp.pre.next = temp.next;
if (temp.next != null)
//如果是最后一个节点，就不需要执行下面这行代码，否则空指针异常
temp.next.pre = temp.pre;
} else {
System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
}
}
//顺序添加
public void addByOrder(HeroNode2 heroNode) {
//因为头结点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
//因此，我们找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则插入
HeroNode2 temp = head;
boolean flag = false;//标志添加的编号是否存在，默认为false
while (true) {
if (temp.next == null) {//说明temp已经在链表的最后
break;
}
if (temp.next.no > heroNode.no) {//位置找到，就在temp的后面
break;
} else if (temp.next.no == heroNode.no) { //说明希望添加的heroNode的编号已经存在
flag = true; //说明编号存在
break;
}
temp = temp.next;//后移，遍历当前链表
}
//判断flag的值
if (flag) {
System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在，不能加入\n", heroNode.no);
} else {
//插入到链表中
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
}
//定义一个HeroNode，每个HeroNode对象，就是一个节点
class HeroNode2 {
public int no;
public String name;
public String nickname;//昵称
public HeroNode2 next;//指向下一个节点
public HeroNode2 pre;//指向前一个节点
public HeroNode2(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
@Override
public String toString() {
return "HeroNode2{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
- 测试
双向链表的测试：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode2{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}
修改后的链表情况：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode2{no=4, name='公孙胜', nickname='入云龙'}
删除后的链表情况：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=4, name='公孙胜', nickname='入云龙'}
按编号顺序添加到链表的情况：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode2{no=4, name='公孙胜', nickname='入云龙'}
Process finished with exit code 0
#单向环形链表应用场景
- Josephu(约瑟夫、约瑟夫环)问题
Josephu 问题为:设编号为1，2，… n的n个人围坐一圈，约定编号为k (I<=k<=n)的人从1开始报数，数到m 的那个人出列，它的下一位又从1开始报数，数到m的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。
- 提示
用一个不带头结点的循环链表来处理Josephu问题;先构成一个有n个结点的单循环链表，然后由k结点起从1开始计数，计到m时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从1开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。
image
#单向环形链表介绍
image
#Josephu 问题
- 约瑟夫问题的示意图
image
- 约瑟夫问题-创建环形链表的思路图解
image
- 约瑟夫问题-小孩出圈的思路分析图
image
#Josephu 问题的代码实现
/**
* @author frx
* @version 1.0
* @date 2022/12/22 21:21
*/
public class Josephu {
public static void main(String[] args) {
//测试
CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
circleSingleLinkedList.addBoy(5);
circleSingleLinkedList.showBoy();
//测试小孩出圈
circleSingleLinkedList.countBoy(1,2,5);
}
}
//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;
//添加小孩节点，构建环形链表
public void addBoy(int nums) {
//nums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
//使用一个for循环创建环形链表
for (int i = 1; i <= nums; i++) {
//根据编号创建小孩节点
Boy boy = new Boy(i);
//如果是第一个小孩
if (i == 1) {
first = boy;
first.setNext(first);//构成一个环
curBoy = first;//让curBoy指向第一个小孩
} else {
curBoy.setNext(boy);
boy.setNext(first);
curBoy = boy;
}
}
}
//遍历当前的环形链表
public void showBoy() {
//判断链表是否为空
if (first == null) {
System.out.println("链表为空");
return;
}
//因为first不能动，因此我们仍然使用辅助指针完成遍历
Boy curBoy = first;
while (true) {
System.out.printf("小孩的编号 %d \n", curBoy.getNo());
if (curBoy.getNext() == first) { //说明已经遍历完毕
break;
}
curBoy = curBoy.getNext();//curBoy后移
}
}
/**
* @param startNo 表示从第几个小孩开始数数
* @param countNum 表示数几下
* @param nums 表示最初有多少小孩在圈中
*/
//根据用户的输入，计算出小孩出圈的顺序
public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {
//先对数据校验
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，帮助完成小孩出圈
Boy helper = first;
//需求创建一个辅助变量(变量)helper，事先应该指向环形链表的最后这个节点
while (true) {
if (helper.getNext() == first) {
break;
}
helper = helper.getNext();
}
//小孩报数前，先让 first 和 helper 移动 startNo-1 次
for (int j = 0; j < startNo - 1; j++) {
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//当小孩报数时，让 first 和 helper 指针同时的移动 countNum-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;
}
//否则，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.printf("小孩 %d 出圈\n", first.getNo());
//这时将first指向的小孩节点出圈
first = first.getNext();
helper.setNext(first);
}
System.out.printf("最后留在圈中小孩编号为 %d \n",first.getNo());
}
}
//创建一个Boy类，表示一个节点
class Boy {
private int no;//编号
private Boy next;//指向下一个节点
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
小孩的编号 1
小孩的编号 2
小孩的编号 3
小孩的编号 4
小孩的编号 5
小孩 2 出圈
小孩 4 出圈
小孩 1 出圈
小孩 5 出圈
最后留在圈中小孩编号为 3
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原始发表：2022-12-151，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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