2 线性表——链表

Posted 2021-03-02 zhousya

1.什么是链表

　　　　[1]. 链表是一种在物理存储单元上非连续的的存储结构；

　　　　[2]. 链表的数据单元分为：数据域（data：存储节点的数据信息）和指针域（next：存储下/上个节点的地址）；

     [3]. 链表可以分为：带头结点的链表和不带头结点的链表；

　　　　[4]. 基本链表分类：

　　　　　　　　（1）单链表

　　　　　　　　（2）循环链表

　　　　　　　　（3）双向链表

　　　　[5]. 带头结点的链表表示：

 

 

1.1 带头结点单链表的表示

 

 

2.单链表的基本操作

 

 

　　　　[1] 设置链表的结点结构：

　　　　　　　　  数据域 和 指针域；

　　　　[2] 创建链表，并获取链表的长度 和 指定位置的结点元素;　

　　　　[3] 插入结点：

　　　　　　　　① 找到需要插入的位置i的前一个结点；

　　　　　　　　② 在系统中生成一个空节点temp，将数据元素e赋值给temp->data；

　　　　　　　　③ 单链表标准插入语句：temp.next = p.next;  p.next = temp;

　　　　　　　　④ 返回成功；

　　　　[4] 删除结点：　

　　　　　　　　① 找到需要删除的位置i的前一个结点；

　　　　　　　　② 将p.next的结点中的数据赋值给num；

；　　　　　　　③ 单链表标准插入语句：p.next = p.next.next;

　　　　　　　　④ 返回成功；

　　　　[5] 删除链表中的倒数结点；（见代码）

　　　　[6] 链表倒序输出： （见代码）　　　　

 

3.单链表的代码实现

package com.LinkedList;

/*
* 带头单链表操作：(1-6 为基础；7-13为提高)
*    1. 创建
*    2. 获取链表指定位置结点数据
*    3. 插入元素
*    4. 删除元素
*    5. 删除链表中的倒数第 i 个元素
*    6. 链表倒序输出
*    7. 链表反转
*    8. 判断链表是否有环
*    9. 判断链表是否为回文链表
*    10. 交换链表的相邻节点
*    11. 链表求和
*    12. 分隔链表
*    13. 将链表元素按照奇数偶数排列
*
* */


public class DemoLinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 判断链表是否为空，若是，则创建链表
        MyNode head = createLinkedList();
        if(isEmpty(head)){
            System.out.println("当前链表为空");
        }
        System.out.println("链表长度："+getLength(head));
        System.out.print("遍历打印链表：");
        printOut(head);

        // 2. 获取指定位置元素 data
        System.out.println("插入前，3号位置的元素数值："+getNode(head,3));

        // 3. 插入
        insert(head,3,100);
        System.out.println("插入后，3号位置的元素数值："+getNode(head,3));
        System.out.print("遍历打印插入后的链表：");
        printOut(head);

        // 4. 删除
        delete(head,4);
        System.out.print("遍历打印删除后的链表：");
        printOut(head);

        // 5. 删除链表的倒数第 index 个元素
        deleteBackward(head,2);
        System.out.print("遍历打印删除倒数第2个节点后的链表：");
        printOut(head);

        // 测试代码！
       /* deleteBackward(head,2);
        System.out.print("遍历打印删除倒数第2个节点后的链表：");
        printOut(head);
        deleteBackward(head,1);
        System.out.print("遍历打印删除倒数第1个节点后的链表：");
        printOut(head);
        deleteBackward(head,1);
        System.out.print("遍历打印删除倒数第1个节点后的链表：");
        printOut(head);*/

        // 6. 链表倒序输出
        System.out.print("链表倒序输出为：");
        printListReverse(head);
        System.out.print("
"+"--------------------------");
    }

/*
* 备注，注意：
*  MyNode curr = pHead;              // curr指向pHead
*  MyNode node1 = new MyNode(pHead); // curr指向pHead的next
* */
    // 遍历打印输出，时间复杂度为O(n)
    // 对于递归方法，可参考倒序打印printListReverse(head);
    public static void printOut(MyNode pHead){
        if(pHead == null){
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }
        MyNode curr = pHead;
        while(curr != null){
            System.out.print(curr.data+" ");
            curr = curr.next;
        }
        System.out.println("
"+"-------------------------------------");
        return;
    }
//  获取链表长度
    public static int getLength(MyNode pHead){
        MyNode temp = pHead;
        int length = 0;
        while(temp!=null){
            length++;
            temp = temp.next;
        }
        return length;
    }

// 1.1 创建链表
    public static MyNode createLinkedList(){
        MyNode node1 = new MyNode(1);
        MyNode node2 = new MyNode(2);
        MyNode node3 = new MyNode(3);
        MyNode node4 = new MyNode(4);

        node1.setNext(node2);
        node2.setNext(node3);
        node3.setNext(node4);

        return node1;
    }

// 1.2 判断链表是否为空？
    public static boolean isEmpty(MyNode pHead){
        if(pHead.next==null){
            return true;
        }
        else{
            return false;
        }
    }

// 2.  获取指定位置index的元素数值
    public static int getNode(MyNode pHead,int index){
        MyNode p = pHead;
        for(int i=1; i < index ; i++){
            p = p.next;
            if (p == null){
               System.out.println("第"+index+"的元素不存在！");
               return -1;
            }
        }
        return p.data;
    }

// 3. 插入元素
//     首先判断index位置是否能插入数据， 能则插入；否则，此位置不存在；
//     然后生成一个空节点元素 temp ，并将data赋值给它；
//     最后执行插入操作；
    public static boolean insert(MyNode pHead,int index,int data){
        if(index<0){
            System.out.println("插入失败！"+index+"号位置不存在！");
        }
        MyNode p = pHead;
        for(int i=1; i < index-1 ; i++){
            p = p.next;
            if (p == null){
                System.out.println("插入失败！"+"第"+index+"的元素不存在！");
                return false;
            }
        }
        // 此时 p 指向带插入位置index 的前一个元素，执行插入；
        MyNode insertNode = new MyNode(data);
        insertNode.next = p.next;
        p.next = insertNode;
        System.out.println("插入成功！");
        return true;
    }

// 4. 删除链表指定元素
    public static boolean delete(MyNode pHead,int index){
        if(pHead.next == null|| index<0){
            System.out.println("删除失败！");
        }
        MyNode p = pHead;
        // 先找到 需要删除节点 的 前一个节点
        for(int i=1; i < index-1 ; i++){
            p = p.next;
            if (p == null||p.next == null){
                System.out.println("删除失败！"+"第"+index+"的元素不存在！");
                return false;
            }
        }
        // 创建一个新的节点，用来指向将被删除的节点元素
        MyNode temp = new MyNode();
        temp = p.next;
        // 执行删除
        p.next = p.next.next;
        // 将要删除的节点数据保存在num中，并释放该节点
        int num = temp.data;
        temp.next = null;
        return true;
    }

// 5. 删除链表的倒数第 index 个元素
    public static MyNode deleteBackward(MyNode pHead,int index){
        if(index > getLength(pHead)||index<=0){
            System.out.println("链表中无待删除元素！");
            return pHead;
        }
        MyNode start = pHead;
        //  利用start作为标准，先将其移到链表正数的第index位置
        //  然后start到链表最后的节点个数count，
        //  即为经过count个节点后，便找到需要删除的指定节点
        //  但是需要注意：要找到待删除节点的前一个节点才能执行删除过程
        while(index > 0){
            index--;
            start = start.next;
        }
        if(start == null){
            System.out.println("删除后，当前链表无元素！");
            pHead.data = -1;
            return pHead;
        }
        MyNode p = pHead;
        while(start.next != null){
            start = start.next;
            p = p.next;
        }

        int num = p.next.data;
        // 执行删除
        p.next = p.next.next;
        return pHead;
    }

// 6. 链表倒序输出
    public static void printListReverse(MyNode pHead){
        MyNode curr = pHead;
        if(curr != null && curr.next != null){
             printListReverse(curr.next);
        }
        System.out.print(curr.data+" ");
    }
}

 

4.运行结果

 

 

备注：学习过程中难免会出现很多错误，请大家指教！有问题可以直接评论我，谢谢！