Java数据结构之链表

Posted 2022-05-09 mwcloud

1.链表(Linked List)介绍

链表是有序的列表，但是它在内存存储结构如下：

2.特点：

• 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.
• 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

3.单链表介绍

单链表(带头结点) 逻辑结构示意图如下：

应用示例：

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

第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部

（1）思路分析

添加（创建）

• 先创建一个head头节点，表示单链表的头
• 每添加一个节点，就直接加入到链表的最后

遍历

• 通过一个辅助变量遍历，帮助遍历整个链表。

 链表数据结构实现：

//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;
    
    //为了显示方法，我们重新toString
    @Override
    public String toString() 
        return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
    

辅助管理链表类：

//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList 
    //先初始化一个头节点, 头节点不要动, 不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
    
    
    //返回头节点
    public HeroNode getHead() 
        return head;
    

    //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遍历 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表，找到最后
        while(true) 
            //找到链表的最后
            if(temp.next == null) //
                break;
            
            //如果没有找到最后, 将将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;
    
    
    //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) 
        //因为头节点不能动，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
        //因为单链表，因为我们找的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; // flag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的后面插入
                break;
             else if (temp.next.no == heroNode.no) //说明希望添加的heroNode的编号已然存在
                
                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)  //不能添加，说明编号存在
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了, 不能加入\\n", heroNode.no);
         else 
            //插入到链表中, temp的后面
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        
    

    //修改节点的信息, 根据no编号来修改，即no编号不能改.
    //说明
    //1. 根据 newHeroNode 的 no 来修改即可
    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
                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);
        
    
    
    //删除节点
    //思路
    //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; // 标志是否找到待删除节点的
        while(true) 
            if(temp.next == null)  //已经到链表的最后
                break;
            
            if(temp.next.no == no) 
                //找到的待删除节点的前一个节点temp
                flag = true;
                break;
            
            temp = temp.next; //temp后移，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);
        
    
    
    //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;
            
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移， 一定小心
            temp = temp.next;
        
    

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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)