链表的实现:无头单向非循环链表的实现

news2024/10/7 12:17:25

笔者在上篇博客书写了一个名为:链式存储之:链表的引出及其简介原文链接为:https://blog.csdn.net/weixin_64308540/article/details/128374876?spm=1001.2014.3001.5501

对于此篇博客,在一写出来,便引起了巨大反响!!那么后续来了!!今日,笔者来带领大家走进:无头单向非循环链表的实现(面试笔试经常用到)

我们来看一下实现的主要代码:

总体的方法:

  //头插法
    public void addFirst(int data) {
        
    }
    
    //尾插法
    public void addLast(int data){
        
    }
    
    //任意位置插入,(第一个数据节点为0下标)
    public void addIndex(int index ,int data) {
        
    }
    
    //查找是否包含关键字key在链表当中
    public boolean contains(int key) {
        return false;
    }
    
    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key){
        
    }
    
    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllkey(int key){
        
    }
    
    //得到单链表的长度
    public int size(){
        return -1;
    }
    
    //清空
    public void clear(){
        
    }
    
    //打印
    public void display(){
        
    }

对于上述的各种方法,可能就会有不少的老铁感到犯浑了,一脸懵逼,那么接下来我们就主要来实现他们一下!!

准备性的工作:

public class MySingleList {
    static class ListNode{ //静态内部类

        public int val; //存储数据
        public ListNode next; //存储下一个节点的地址

        //构建方法!没有next,
        // 主要还是在于刚new对象的时候,不知道下一个节点的地址!!
        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }

        public ListNode head; //代表当前链表的头节点的引用
        //不带头的非循环的单链表,最大的问题就是怎么知道头节点在哪儿??

        //手动创建节点
        public void creatLink(){
            ListNode listNode1 = new ListNode(12);
            ListNode listNode2 = new ListNode(23);
            ListNode listNode3 = new ListNode(34);
            ListNode listNode4 = new ListNode(45);
            listNode1.next=listNode2;
            listNode2.next=listNode3;
            listNode3.next=listNode4;
            //listNode4所对应的next默认为空null

            //确定头节点
            head=listNode1;
        }
    }
}

对于上述的代码,我们来进行小小的解析一下吧!!

首先,我们创建了一个内部类,而且还是一个静态内部类哟!!原因在于:我们写成内部类是把节点看成链表的一部分,当然,我们单独写成一个类也可以!!在我们这个写的情况下:脱离了链表,内部类ListNode没有任何意义,因为链表是由一个一个的节点组成的!!其次,我们使用了static(静态),主要是想将ListNode这个内部类,不需要依靠MySingleList这个外部类都可以单独实现!!

经过上述代码的实现,我们可以进行后续的真正压轴的环节了!!

进入正题

遍历链表

对于遍历链表,虽然很简单,但是,经过思考,有着一下几个小小的疑问:

  1. head怎么往后走??head=head.next;  当我们打印完以后,head将会指向最后一个节点!这不是我们想要的!!

  1. 循环结束的条件是什么??(1)head != null ??  (2)还是head.next !=null ??

  //遍历数组
        public void display(){
            //重新定义一个头节点,使其等于head节点!
            ListNode cur = head;
            while (cur != null){
                System.out.print(cur.val+" ");
                cur=cur.next;
            }
            //换行
            System.out.println();
        }

对于:head != null ?? 我们可以看出来:打印全部的链表!head.next !=null 则是:链表的最后一个不能打印 !!

因此,我们有着一下的总结:

  1. 如果说,把整个链表遍历完成,就需要head==null;

  1. 如果说,遍历到链表的尾巴(最后一个),则head.next == null;

  1. 对于ListNode cur = head;这个部分,我们可以理解为:滴滴代跑!!确定头节点不会随着链表的遍历而发生改变!!

从指定位置开始遍历数组

经过上述的遍历数组的过程,我们是不是可以想一下:从指定位置开始遍历数组呀??那么请看笔者的代码吧!!其实大致上的代码还是一样的!!

  //从指定位置开始遍历数组
        public void  display(ListNode newHead){
            ListNode cur = newHead;
            while (cur != null){
                System.out.print(cur.val+" ");
                cur=cur.next;
            }
            //换行
            System.out.println();
        }

仅仅经过代码的改写一下就可以了!没有技术含量,笔者在此就不再进行讲解啦哈!!

查找链表当中是否包含关键字key??

在这个过程中,我们仍然需要遍历一遍链表才可以,若是key在链表当中,当遍历到哪儿的时候直接return  true 就可以了,若是没有,则返回false!

下面就进行一下代码的书写吧!

     //查找链表当中是否包含关键字key
        public boolean contains(int key){
            ListNode cur = head;
            while (cur != null){
                if (cur.val == key){
                    return true;
                }
                cur=cur.next;
            }
            return false;
        }

那么,我们来进行简单的讲解一下吧!

  1. 当cur == null的时候,所有的节点都已经判断完了

  1. 当代码的循环条件写为cur.next == null的时候,则链表的最后一个节点不能进行比较!!

  1. 在循环中,if语句中,cur.val == key,用了“==“来进行比较,主要还是在刚定义的时候,val,key都为int类型!!否则,就使用equals来进行比较了(返回值类型为boolean)

上述的代码讲解完毕了,我们开始进行下面的:

得到单链表的长度

不管怎么样进行得到单链表的长度,我们都必须进行遍历一遍链表!所以时间复杂度为O(N) 

在遍历链表的时候,我们可以用一个计算器count来进行统计链表的长度!!

请看代码:

       //得到单链表的长度
        public int size(){
            int count=0;
            ListNode cur =head;
            while (cur != null){
                count++;
                cur=cur.next;
            }
            return count;
        }

对于该段代码没有什么好解释的哈!

头插法

对于头插法,顾名思义就是:给你一个新的节点,你将这个节点插入在该链表的头部!!那么,我们需要想一想;更改些什么数据才能插入想要的数据呢??

因此:有着下面的简单代码:

   //头插法  时间复杂度为O(1)
        public void addFirst (int data){
            ListNode listNode = new ListNode(data);
            listNode.next = head;
            head=listNode;
        }

那么,对于上述的头插法的简单代码,笔者便来简单解释一下吧!!

  1. 得有一个想要节点!!不用管里面存储的数据是多少!!

因此,我们通过代码:来创建了一个节点:新创建的节点next的值为null 原因在于:只是实列化了一个节点,我们并不知道下一个节点是谁!!

 ListNode listNode = new ListNode(data);

因此,我们只需要将上述的节点,与原来的链表的头节点进行简单的更改数据即可!!

在上述的分析过程中,既然有了想法,那么我们便可以通过……

            listNode.next = head;
            head=listNode;

将链表进行头节点的插入!

在这个过程中,我们需要注意的是:在链表里面的插入,一定要先绑后面!

尾插法

在上个案列中,我们讲述了头插法,但是对于尾插法!不知道屏幕前的各位老铁有何指教呢??

其实对于尾插法!也是很简单!主要还是在于:找到该链表的尾巴!!但是,需要判断原来链表是否为null,就连链表的空间都不用判断!!相对于顺序表,显得简单多了!!

因此,我们有着下列的简单代码:

        //尾插法  时间复杂度为O(N) 找到链表的尾巴!
        //把一个节点插入到一个链表的最后
        public void addLast(int data){
            ListNode listNode = new ListNode(data);
            if (head == null){
                head = listNode;
                return;
            }
            ListNode cur = head;
            while (cur.next != null){
                cur=cur.next;
            }
            cur.next = listNode;//插入时候所需的代码!
        }

在上述代码中;如果链表中一个节点都没有??此时if(head == null)成立 ,我们就不用进行插入了!!毕竟没啥用了也!!直接将要插入的节点当作头节点进行返回就行了!!但是,这儿的return 是一定要写的!!如果不写,就会继续往下走!!写上return是指:直接结束!!

定义一个新的节点cur !相当于滴滴代跑!使得头节点保存不变!在while循环中,进行找链表的尾巴节点!!当找到后,进行插入所需要的代码就先了!!

总结一下:链表的插入!仅仅是修改了部分数据的指向!!

任意位置插入?

前提:第一个数据节点当作0号下标(数组的下标)

我们在上述的两个案列当中,讲述了:头插法,尾插法,那么,现在让我们来深入进行一下:在任意位置进行插入节点!

对于该案列,我们要有着一下简单的思考:

  1. 是否需要检查想要插入的位置是否合法??(范围)

    //检查想要插入的位置是否合法??
        private void checkIndex(int index)throws  ListIndexOutOfExpection{
            if ( index < 0 || index > size()){
                throw new ListIndexOutOfExpection("index位置不合法");
            }
        }
  1. 头插法??(当想要插入的位置为0时)

  //头插法??
            if (index == 0){
                addFirst(data);
                return;
            }
  1. 尾插法??(当想要插入的位置等于原链表的长度的时候)

   //尾插法??
            if (index == size()){
                addLast(data);
                return;
            }
  1. 我们是要找到想要插入的位置的节点??还是要找到想要插入位置的前一个节点呢??

    //找到index-1位置的节点的地址
        private ListNode findIndexSubOne(int index){
            ListNode cur =head;
            int count =0;
            while (count != index-1){
                cur = cur.next;
                count++;
            }
            return cur;
        }

对于该案列,笔者仅仅有着上述的4点猜想,当然,有这4种猜想也够了!!

对于实现该案列的总体代码为:

 //在任意位置插入(第一个数据节点为0号下标)
        public void addIndex(int index , int data )
                throws  ListIndexOutOfExpection{
            //检查想要插入的位置是否合法??
            checkIndex(index);
            //头插法??
            if (index == 0){
                addFirst(data);
                return;
            }
            //尾插法??
            if (index == size()){
                addLast(data);
                return;
            }
            //找到想要插入位置的前一个节点!
            ListNode cur = findIndexSubOne(index);

            ListNode listNode = new ListNode(data);
            //先捆绑后面
            listNode.next=cur.next;
            cur.next=listNode;
        }

        //检查想要插入的位置是否合法??
        private void checkIndex(int index)throws  ListIndexOutOfExpection{
            if ( index < 0 || index > size()){
                throw new ListIndexOutOfExpection("index位置不合法");
            }
        }

        //找到index-1位置的节点的地址
        private ListNode findIndexSubOne(int index){
           //走index-1步,然后返回所对应的节点的地址
            ListNode cur =head;
            int count =0;
            while (count != index-1){
                cur = cur.next;
                count++;
            }
            return cur;
        }

当然,笔者还创建了一个名为:ListIndexOutOfExpection.java 的类!!主要是用来抛出警告!!

public class ListIndexOutOfExpection extends RuntimeException{
    public ListIndexOutOfExpection() {
    }
    public ListIndexOutOfExpection(String message) {
        super(message);
    }
}

对于上述代码的总体思路为:

删除第一次出现关键字为key的节点?

对于这个案列,我们有着一下的想法:

  1. 原链表当作是否一个节点都没有??即head==null是否成立?

  1. 判断头节点是否为对应的key??

  1. 找到关键字key的前一个节点!!

下面请看笔者的代码吧!

//删除第一次出现关键字为key的节点 时间复杂度为O(N)
        public void remove(int key){
            if (head == null){
                return;
                //此时,一个节点都没有!
            }
            //判断头节点是否为对应的key
            if (head.val == key){
                head =head.next;
                return;
            }
         //searchPrev找到关键字key的前一个节点
            ListNode cur = searchPrev(key);
          if (cur == null){
              return;
          }
          //dele为要删除的节点
          ListNode dele = cur.next;
          cur.next=dele.next;
        }
        
        //找到关键字key的前一个节点!
        private ListNode searchPrev(int key){
            ListNode cur =head;   //这样操作的前提为head不为null 

            while (cur.next != null){
                if (cur.next.val == key){
                    return cur;  //此时cur时key的前一个节点
                }
                cur =cur.next;
            }
            return null;
            //此时,没有要删除的节点!
        }

对应该案列代码的总体过程为:

删除所有值为key的节点??

要求:遍历一遍就能全部都删除掉!!

经过上述几个案列的分析,能够坚持阅读下去的你!是否已经收获满满呢??自信满满呢??那么,这次便来个压轴的吧!!

下面请看笔者的代码:

      //删除所有值为key的节点
        //要求:遍历一遍就都删除了!
        public void removeAllKey(int key){
            if (head == null ){
                return;
            }
            ListNode prev =head;
            ListNode cur =head.next;
            
            while (cur != null){
                if (cur.val == key){
                    prev.next=cur.next;
                    cur=cur.next;
                }else {
                    prev=cur;
                    cur=cur.next;
                }
            }
            if (head.val ==key){
                head=head.next;
            }
        }

对于该段代码,由于文本+笔者发热头疼的原因,打算偷懒会!!嘘嘘,千万不要往外说!

对于该段代码看不懂的读者,请私聊笔者哟!!当作个悬念吧!!

回收链表

要求:保证所有的节点都被回收!!

其实一开始,感觉还是是挺蛮烦的!但是细细想来!每个节点都是由一个存储当前的数据,及其下一个节点的地址组成的!!如果将第一个节点给置为null,那么不就找不到第二个节点在哪儿了吗??同样也就被回收了!!

经过上述的分析,因此,有着下列的代码:

    //链表回收
        public void clear(){
            head=null;
        }

当头节点被回收了(置为null),后续的阶段的就没有引用的了,从而也会都被回收的!!

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distinct与group by 去重distinct 特点&#xff1a;group by 特点&#xff1a;总结&#xff1a;mysql中常用去重复数据的方法是使用 distinct 或者group by &#xff0c;以上2种均能实现&#xff0c;但也有不同的地方。distinct 特点&#xff1a; 1、distinct 只能放在查询字段…

重新更新anaconda

更新anaconda问题阐述问题分析打开Anaconda Nvaigator打开文件所在位置复制文件所在路径找到此电脑或者打开设置找到高级系统设置环境变量添加环境变量打开scripts文件修改成功再一次启动感谢观看今天手贱,不小心删掉的anaconda,我想一不做二不休,直接重新重装了,就找到了anaco…

经典SQL语句大全(基础、提升、技巧、数据开发、基本函数)

目录 前言 正文 第一章&#xff1a;基础 第二章&#xff1a;提升 第三章&#xff1a;技巧 第四章&#xff1a;数据开发-经典​​​​​​​ 第五章&#xff1a;SQL Server基本函数 第六章&#xff1a;常识 第七章&#xff1a;SQLServer2000 同步复制技术实现步骤 总结…

juc-4-synchronized原理

目录 1、synchronized 作用于静态方法 总结 ​编辑 案例 静态成员变量 (synchronized锁非静态方法) 案例 静态成员变量 (synchronized锁静态方法 或 直接锁类) 2、监视器锁(monitor) 2.1 synchronized怎么实现的线程安全呢&#xff1f; 3、JDK6 synchronized 的优化 3.1 C…