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链表的原理及java实现代码示例

  • 时间:2021-04-02 22:39 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:链表的原理及java实现代码示例
一:单向链表基本介绍 链表是一种数据结构,和数组同级。比如,Java中我们使用的ArrayList,其实现原理是数组。而LinkedList的实现原理就是链表了。链表在进行循环遍历时效率不高,但是插入和删除时优势明显。下面对单向链表做一个介绍。 单链表的概念 链表是最基本的数据结构,其存储的你原理图如下图所示 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201711/20171121155923653.png?20171021155934[/img] 上面展示的是一个单链表的存储原理图,简单易懂,head为头节点,他不存放任何的数据,只是充当一个指向链表中真正存放数据的第一个节点的作用,而每个节点中都有一个next引用,指向下一个节点,就这样一节一节往下面记录,直到最后一个节点,其中的next指向null。 链表有很多种,比如单链表,双链表等等。我们就对单链表进行学习,其他的懂了原理其实是一样的。 单向链表是一种线性表,实际上是由节点(Node)组成的,一个链表拥有不定数量的节点。其数据在内存中存储是不连续的,它存储的数据分散在内存中,每个结点只能也只有它能知道下一个结点的存储位置。由N各节点(Node)组成单向链表,每一个Node记录本Node的数据及下一个Node。向外暴露的只有一个头节点(Head),我们对链表的所有操作,都是直接或者间接地通过其头节点来进行的。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201711/20171121155126831.png?20171021155136[/img] 上图中最左边的节点即为头结点(Head),但是添加节点的顺序是从右向左的,添加的新节点会被作为新节点。最先添加的节点对下一节点的引用可以为空。引用是引用下一个节点而非下一个节点的对象。因为有着不断的引用,所以头节点就可以操作所有节点了。 下图描述了单向链表存储情况。存储是分散的,每一个节点只要记录下一节点,就把所有数据串了起来,形成了一个单向链表。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201711/20171121155211458.png?20171021155220[/img] 节点(Node)是由一个需要储存的对象及对下一个节点的引用组成的。也就是说,节点拥有两个成员:储存的对象、对下一个节点的引用。下面图是具体的说明: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201711/20171121155244090.png?20171021155255[/img] 二、单项链表的实现
package com.zjn.LinkAndQueue;
/**
 * 自定义链表设计
 * 
 * @author zjn
 *
 */
public class MyLink {
 Node head = null;
 // 头节点
 /**
   * 链表中的节点,data代表节点的值,next是指向下一个节点的引用
   * 
   * @author zjn
   *
   */
 class Node {
  Node next = null;
  // 节点的引用,指向下一个节点
  int data;
  // 节点的对象,即内容
  public Node(int data) {
   this.data = data;
  }
 }
 /**
   * 向链表中插入数据
   * 
   * @param d
   */
 public void addNode(int d) {
  Node newNode = new Node(d);
  // 实例化一个节点
  if (head == null) {
   head = newNode;
   return;
  }
  Node tmp = head;
  while (tmp.next != null) {
   tmp = tmp.next;
  }
  tmp.next = newNode;
 }
 /**
   * 
   * @param index:删除第index个节点
   * @return
   */
 public Boolean deleteNode(int index) {
  if (index < 1 || index > length()) {
   return false;
  }
  if (index == 1) {
   head = head.next;
   return true;
  }
  int i = 1;
  Node preNode = head;
  Node curNode = preNode.next;
  while (curNode != null) {
   if (i == index) {
    preNode.next = curNode.next;
    return true;
   }
   preNode = curNode;
   curNode = curNode.next;
   i++;
  }
  return false;
 }
 /**
   * 
   * @return 返回节点长度
   */
 public int length() {
  int length = 0;
  Node tmp = head;
  while (tmp != null) {
   length++;
   tmp = tmp.next;
  }
  return length;
 }
 /**
   * 在不知道头指针的情况下删除指定节点
   * 
   * @param n
   * @return
   */
 public Boolean deleteNode11(Node n) {
  if (n == null || n.next == null)
        return false;
  int tmp = n.data;
  n.data = n.next.data;
  n.next.data = tmp;
  n.next = n.next.next;
  System.out.println("删除成功!");
  return true;
 }
 public void printList() {
  Node tmp = head;
  while (tmp != null) {
   System.out.println(tmp.data);
   tmp = tmp.next;
  }
 }
 public static void main(String[] args) {
  MyLink list = new MyLink();
  list.addNode(5);
  list.addNode(3);
  list.addNode(1);
  list.addNode(2);
  list.addNode(55);
  list.addNode(36);
  System.out.println("linkLength:" + list.length());
  System.out.println("head.data:" + list.head.data);
  list.printList();
  list.deleteNode(4);
  System.out.println("After deleteNode(4):");
  list.printList();
 }
}
三、链表相关的常用操作实现方法 1. 链表反转
/**
   * 链表反转
   * 
   * @param head
   * @return
   */
  public Node ReverseIteratively(Node head) {
    Node pReversedHead = head;
    Node pNode = head;
    Node pPrev = null;
    while (pNode != null) {
      Node pNext = pNode.next;
      if (pNext == null) {
        pReversedHead = pNode;
      }
      pNode.next = pPrev;
      pPrev = pNode;
      pNode = pNext;
    }
    this.head = pReversedHead;
    return this.head;
  }
2. 查找单链表的中间节点 采用快慢指针的方式查找单链表的中间节点,快指针一次走两步,慢指针一次走一步,当快指针走完时,慢指针刚好到达中间节点。
/**
   * 查找单链表的中间节点
   * 
   * @param head
   * @return
   */
  public Node SearchMid(Node head) {
    Node p = this.head, q = this.head;
    while (p != null && p.next != null && p.next.next != null) {
      p = p.next.next;
      q = q.next;
    }
    System.out.println("Mid:" + q.data);
    return q;
  }
3. 查找倒数第k个元素 采用两个指针P1,P2,P1先前移K步,然后P1、P2同时移动,当p1移动到尾部时,P2所指位置的元素即倒数第k个元素 。
/**
   * 查找倒数 第k个元素
   * 
   * @param head
   * @param k
   * @return
   */
  public Node findElem(Node head, int k) {
    if (k < 1 || k > this.length()) {
      return null;
    }
    Node p1 = head;
    Node p2 = head;
    for (int i = 0; i < k; i++)// 前移k步
      p1 = p1.next;
    while (p1 != null) {
      p1 = p1.next;
      p2 = p2.next;
    }
    return p2;
  }
4. 对链表进行排序
/**
   * 排序
   * 
   * @return
   */
public Node orderList() {
 Node nextNode = null;
 int tmp = 0;
 Node curNode = head;
 while (curNode.next != null) {
  nextNode = curNode.next;
  while (nextNode != null) {
   if (curNode.data > nextNode.data) {
    tmp = curNode.data;
    curNode.data = nextNode.data;
    nextNode.data = tmp;
   }
   nextNode = nextNode.next;
  }
  curNode = curNode.next;
 }
 return head;
}
5. 删除链表中的重复节点
/**
   * 删除重复节点
   */
  public void deleteDuplecate(Node head) {
    Node p = head;
    while (p != null) {
      Node q = p;
      while (q.next != null) {
        if (p.data == q.next.data) {
          q.next = q.next.next;
        } else
          q = q.next;
      }
      p = p.next;
    }

  }
6. 从尾到头输出单链表,采用递归方式实现
/**
   * 从尾到头输出单链表,采用递归方式实现
   * 
   * @param pListHead
   */
  public void printListReversely(Node pListHead) {
    if (pListHead != null) {
      printListReversely(pListHead.next);
      System.out.println("printListReversely:" + pListHead.data);
    }
  }
7. 判断链表是否有环,有环情况下找出环的入口节点
/**
   * 判断链表是否有环,单向链表有环时,尾节点相同
   * 
   * @param head
   * @return
   */
  public boolean IsLoop(Node head) {
    Node fast = head, slow = head;
    if (fast == null) {
      return false;
    }
    while (fast != null && fast.next != null) {
      fast = fast.next.next;
      slow = slow.next;
      if (fast == slow) {
        System.out.println("该链表有环");
        return true;
      }
    }
    return !(fast == null || fast.next == null);
  }

  /**
   * 找出链表环的入口
   * 
   * @param head
   * @return
   */
  public Node FindLoopPort(Node head) {
    Node fast = head, slow = head;
    while (fast != null && fast.next != null) {
      slow = slow.next;
      fast = fast.next.next;
      if (slow == fast)
        break;
    }
    if (fast == null || fast.next == null)
      return null;
    slow = head;
    while (slow != fast) {
      slow = slow.next;
      fast = fast.next;
    }
    return slow;
  }
[b]总结[/b] 以上就是本文关于链表的原理及java实现代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站: [url=http://www.1sucai.cn/article/125893.htm][b]Java编程实现递增排序链表的合并[/b][/url] [url=http://www.1sucai.cn/article/125883.htm][b]Java面试题-实现复杂链表的复制代码分享[/b][/url] [url=http://www.1sucai.cn/article/125873.htm][b]Java输出链表倒数第k个节点[/b][/url] 如有不足之处,欢迎留言指出。
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