单链表-Java实现

概念

什么是链表？

为什么链表的头节点不能动，或者不能操作？

链表和数组的区别是什么？

实现

节点

单链表

末尾添加

遍历

按编号添加：

修改节点

删除

面试题

求单链表的长度

求单链表倒数第K个节点

求两个链表的公共节点，如果有多个，返回第一个。

单链表的反转

从尾到头打印单链表的节点

合并两个有序的单链表，合并后依然有序

概念

什么是链表？

链表是一种含有数据域和指针域的数据结构，以节点的方式来存储，在内存中是不连续的，分为带头节点的和不带头节点的。

为什么链表的头节点不能动，或者不能操作？

链表的操作都要基于头节点，如果头节点丢失，整个链表会丢失。

链表和数组的区别是什么？

链表在内存中是不连续的，数组是连续的。

链表的插入和删除，效率要优于数组，数组的遍历和修改优于链表。

链表在空间上消耗两倍的数组内存。

链表支持动态扩容，数组在初始化的时候长度就固定了。

实现

节点

实现单链表之前，先构造一个链表节点HeroList，这里我们以漫威英雄为例，英雄角色有编号no，姓名name,性别sex，我们将no,name和sex定义为数据域，no为主键，唯一不可更改，方便我们进行修改和查找等操作。还需要定义一个next指针域，用来指向下一个节点。

下面我们通过Java语言实现节点：

//链表节点类
class HeroList {
    int no;
    String name;
    boolean sex;
    HeroList next;

    public HeroList(int no, String name, boolean sex) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.sex = sex;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroList{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", sex=" + sex +
                '}';
    }
}

单链表

有了节点，我们可以通过next指针，将一个个节点串联，组装为一个单链表。这个单链表应该含有一个头节点，表示起始，以及各种操作函数，可以对这个单链表进行查找、修改、遍历、删除、新增等。

末尾添加

下面我们通过Java语言实现单链表的添加：

class SingleLinkedList {
    //我们需要定义一个head节点,表示链表的开始,head节点不能动,数据域不存放数据,丢失head节点,链表则会丢失
    HeroList head = new HeroList(0, "", false);


    //在末尾添加节点
    public void addAtEnd(HeroList hero) {
    //因为头节点，不能动，我们需要一个临时节点来操作
        HeroList temp = head;
    //需要遍历,找到末尾节点
        while (true) {
            if (temp.next == null) //到末尾了
                break;
    //temp后移
            temp = temp.next;
        }

    //循环结束，temp就是末尾节点
        temp.next = hero;
    }
}

遍历

Java语言实现单链表的遍历：

    //链表的遍历
    public void listLinked() {
        //如果链表为null,无须遍历
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为null");
            return;
        }
        //链表不为null,通过一个临时节点遍历链表
        HeroList temp = head.next;
        while (temp != null) {
            System.out.println(temp);
            temp = temp.next;
        }
    }

按编号添加：

Java语言实现单链表的按位添加：

    //按编号添加节点,如果编号已存在，添加失败
    public void addByNo(HeroList hero){
        //1:需要一个临时节点temp来操作
        HeroList temp = head;
        //待添加的节点是否存在，默认不存在
        boolean flag  = false;
        //2:遍历单链表
        while (true){
            if(temp.next==null) {//找到末尾,没找到,插入到末尾
                break;
            }
            if(temp.next.no>hero.no)//找到待添加的位置了,是temp的后面
            {
                break;
            }
            if(temp.next.no==hero.no){//已存在，添加失败
                flag = true;
                break;
            }
            //temp后移
            temp = temp.next;
        }

        if(flag){
            System.out.printf("待添加的节点%d已存在\n",hero.no);
        }else{
            //此时，将hero.next指向temp.next;
            hero.next = temp.next;
            //再将temp.next指向hero
            temp.next = hero;
        }
    }

修改节点

Java语言实现单链表的修改：

这里的修改指的是根据编号，修改节点的数据域。

 //修改节点
    public  void updateLinked(HeroList hero)
    {
         HeroList temp = head;
         //是否找到待修改的节点
         boolean flag = false;
         while (true){
             if(temp.next == null){//遍历到末尾了,还没找到
                 break;
             }
             if(temp.next.no == hero.no){//找到了,temp.next节点
                 flag = true;
                 break;
             }
             //temp后移
             temp = temp.next;
         }

         if(flag){
             temp.next.name = hero.name;
             temp.next.sex = hero.sex;
         }else
             System.out.println("待修改的节点不存在");

    }

删除

Java语言实现单链表的删除：

根据节点编号删除单链表，如果单链表为null，则删除失败。

//根据编号删除节点
    public  void delByNo(int no){
        HeroList temp = head;
        if(temp.next==null){
            System.out.println("链表为null,无法删除");
            return;
        }
        //是否找到待删除的节点,默认没找到
        boolean flag = false;
        while (true){
            if(temp.next == null){//找到末尾了，还没找到
                break;
            }
            if(temp.next.no==no){//找到了
                flag = true;
                break;
            }
            temp= temp.next;
        }

        if(flag)
            temp.next = temp.next.next;
        else
            System.out.printf("待删除的节点不存在%d",no);
    }

面试题