您的位置 首页 java

图解Java数据结构之单链表

智云科技发布于 2023年6月7日评论关闭阅读(63)

链表 (Linked List)介绍

链表可分为三类：

  1. 单链表
  2. 双向链表
  3. 循环列表

下面具体分析三个链表的应用。

单链表

链表是有序的列表，它在内存中存储方式如下：

虽然链表是有序列表，但是其元素并不是连续存储的。我们从图中可以看出，a1的next域为110，而地址为110的元素为a2；a2的next域为180，而地址为180的元素为a3，以此类推。 综上所述：

  • 链表是以节点的方式来存储的
  • 每个节点包含data域(存储数据)，next域(指向下一个节点)
  • 链表的各个节点不一定是连续存储的

对 单链表 的概念和特点有所了解之后，我们通过一个案例来感受一下单链表的魅力所在。 需求：使用带head头节点的单向链表实现——水浒英雄排行榜管理，完成对英雄人物的增删改查操作。

根据该示意图，我们可以得出创建单链表的具体过程：

  1. 先创建一个head头节点，不存储数据，作用就是表示单链表的头
  2. 后面每添加一个节点，就直接加入到链表的末尾

分析过后，我们用代码实现： 

 //定义SingleLinkedList 管理英雄
class SingleLinkedList {
// 初始化一个头节点 不存放具体数据
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

// 添加节点到单向链表
public void add(HeroNode heroNode) {
// 当不考虑编号的顺序时:
// 1、找到当前链表的最后节点
// 2、将最后这个节点的next域指向新的节点即可

// 因为head头节点不能动，因此我们需要一个辅助节点temp
HeroNode temp = head;
// 遍历链表，找到尾节点
while (true) {
// 找到链表的尾节点
if (temp.next == null) {
break;
}
// 如果不是尾节点，将temp后移
temp = temp.next;
}

// 循环结束后，temp指向的是尾节点
temp.next = heroNode;// 将next域指向新节点
}

// 显示链表
public void list() {
// 判断链表是否为空
if (head.next == null) {
System.out.println("链表为空");
return;
}
// 创建一个辅助节点
HeroNode temp = head.next;
while (true) {
// 判断是否到了链表末尾
if (temp == null) {
break;
}
// 输出节点信息
System.out.println(temp);
// 将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}

//定义HeroNode，每个HeroNode对象就是一个节点
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;
}

@ Override 
public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
}
}
复制代码

这样链表就编写完毕了，接下来编写测试代码： 

 public static void main(String[] args) {
// 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");

// 创建链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
// 加入链表
singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero3);
singleLinkedList.add(hero4);

// 显示链表
singleLinkedList.list();
}
复制代码

运行结果： 

 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]
复制代码

现在这个程序虽然可以创建链表，但是它并不能保证元素按照编号进行排序，它只是按照添加的顺序进行创建的。 那么如何使英雄在添加进链表的时候始终按照排名添加呢？ 我们来分析一下：

  1. 首先要找到新添加的节点位置，通过一个辅助节点
  2. 让新节点的next等于辅助节点的next，因为辅助节点已经找到了要添加的位置，所以将辅助节点的next赋给新节点的next即可
  3. 将新节点的赋值给辅助节点的next

下面是代码实现： 

 //定义SingleLinkedList 管理英雄
class SingleLinkedList {
// 初始化一个头节点 不存放具体数据
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

// 第二种添加方式，根据排名进行添加
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
// 创建辅助节点帮助找到添加的位置
// 因为是单链表，因此辅助节点的位置应该是添加位置的前一个节点
HeroNode temp = head;
 boolean  flag = false;// 标识英雄的编号是否存在
while (true) {
if (temp.next == null) {
// 此时temp已经在链表末尾
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) {
// 编号已存在
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;// 将temp后移
}
// 循环结束后，判断flag
if (flag) {
// 编号存在，不能添加
System.out.println("准备插入的英雄编号" + heroNode.no + "重复，不能加入");
} else {
// 插入到链表中
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}

// 显示链表
public void list() {
// 判断链表是否为空
if (head.next == null) {
System.out.println("链表为空");
return;
}
// 创建一个辅助节点
HeroNode temp = head.next;
while (true) {
// 判断是否到了链表末尾
if (temp == null) {
break;
}
// 输出节点信息
System.out.println(temp);
// 将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}
复制代码

编写测试代码： 

 public static void main(String[] args) {
// 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");

// 创建链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
// 加入链表

singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);

// 显示链表
singleLinkedList.list();
}
复制代码

运行效果： 

 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]
复制代码

此时即使添加顺序不正确，在插入后链表依然将英雄排名进行了排序，这是在插入的时候就已经完成了排序。

单链表节点的修改

通过上面的分析和实践，我们已经知道如何去创建一个单链表，那么如何对单链表的节点修改呢？ 

 // 修改节点的信息，根据no编号来修改
public void update(HeroNode newHeroNode) {
// 根据newHeroNode的编号进行修改
// 判断链表是否为空
if (head == null) {
System.out.println("链表为空");
return;
}
// 找到需要修改的节点
// 定义辅助节点
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;// 表示是否找到该节点
while (true) {
if (temp == null) {
break;// 链表遍历结束
}
if (temp.no == newHeroNode.no) {
// 找到需要修改的节点
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;// 将temp后移
}
// 根据flag判断是否已经找到要修改的节点
if (flag) {
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
} else {
// 没有找到节点
System.out.println("没有找到");
}
}
复制代码

修改的实现相对来说就非常简单了。 下面测试一下： 

 public static void main(String[] args) {
// 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");

// 创建链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);

//修改节点
HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢","~玉麒麟~");
singleLinkedList.update(newHeroNode);

// 显示链表
singleLinkedList.list();
}
复制代码

运行结果： 

 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]
复制代码

编号为2的英雄信息就被修改过来了。

单链表节点的删除

接下来是最后一个操作，删除。 首先分析一下：

  1. 先找到需要删除节点的前一个节点，通过一个辅助节点temp
  2. temp.next = temp.next.next，也就是说需要删除节点的前一个节点本来指向的是删除节点，然后我们使其指向删除节点的下一个节点，直接跳过删除节点，这样该节点也就相当于被删除了
  3. 被删除的节点将不会有其它引用指向，会被垃圾回收器回收

接下来是代码实现： 

 // 删除节点
public void delete(int no) {
// 定义辅助节点
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;// 是否找到待删除节点的前一个节点
while (true) {
if (temp.next == null) {
// 遍历结束
break;
}
if (temp.next.no == no) {
// 找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;// 将temp后移
}
// 判断flag
if (flag) {
// 找到
// 可以删除
temp.next = temp.next.next;
} else {
// 未找到
System.out.println("要删除的节点不存在");
}
}
复制代码

测试代码： 

 public static void main(String[] args) {
// 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");

// 创建链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);

//删除节点
singleLinkedList.delete(1);

// 显示链表
singleLinkedList.list();
}
复制代码

运行结果： 

 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]
复制代码

宋江被成功删除。

到这里，关于单链表的增删改查操作就全部讲解结束。关于单链表操作的分析是至关重要的，如果无法分析出来，无法理解这一过程，那么你将很难写出代码实现。

标签:
打赏 点赞(1)

文章来源：智云一二三科技

文章标题：图解Java数据结构之单链表

文章地址：https://www.zhihuclub.com/196391.shtml

关于作者: 智云科技

相关文章

热门文章

1分享新浪图床上传接口源码

点赞(938)阅读(61,085)

2PHP简单实现路由Route功能

点赞(1.15K)阅读(35,962)

3Tideways、xhprof 和 xhgui 打造 PHP 非侵入式监控平台

点赞(365)阅读(4,287)

4centos系统如何查看是否安装了mysql

点赞(536)阅读(3,784)

5curl 工具简述

点赞(512)阅读(2,974)
网站地图