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第二章 单链表

一、单链表

1.基本介绍

链表是有序的列表，他在内存中如下存储

单链表（带头节点）的逻辑结构如下

• 链表是以节点的方式来存储的，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

2.思路

创建：

1. 创建一个 head 头节点，作用是表示单链表的头
2. 每添加一个节点，就直接加入到链表的最后

遍历：

• 借助temp辅助变量（指针），遍历整个链表

添加：

1. 借助temp辅助变量，通过遍历来找到新节点要加入的位置
2. 新节点.next = tem.next
3. temp.next = 新节点

删除：

1. 找到需要删除的节点的前一个节点 temp
2. temp.next = temp.next.next
3. 被删除的节点由于没有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收

3.代码实现

使用带头节点的单向链表实现水浒英雄排行榜管理，要求能完成对英雄人物的增删改查

package com.sisyphus.linkedlist;public class SingleLinkedListDemo {
       public static void main(String[] args) {
           //进行测试        //先创建节点        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");        //创建一个链表        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();        //加入//        singleLinkedList.add(hero1);//        singleLinkedList.add(hero2);//        singleLinkedList.add(hero3);//        singleLinkedList.add(hero4);        //加入        singleLinkedList.addByOrder(hero1);        singleLinkedList.addByOrder(hero4);        singleLinkedList.addByOrder(hero2);        singleLinkedList.addByOrder(hero3);        singleLinkedList.addByOrder(hero3);        //显示        singleLinkedList.list();        //测试修改节点的代码        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2,"小卢","小尾巴");        singleLinkedList.update(newHeroNode);        System.out.println("修改后的链表情况：");        singleLinkedList.list();        //查找一个节点        singleLinkedList.queryByName("小卢");                //删除一个节点        singleLinkedList.del(1);        singleLinkedList.del(3);        singleLinkedList.del(4);        System.out.println("删除后的链表情况：");        singleLinkedList.list();    }}//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄class SingleLinkedList{
       //先初始化一个头节点，头节点不能动，否则会找不到这个链表    private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");    //添加节点到单向链表    //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变量 temp        HeroNode temp = head;        //遍历链表，找到链表的尾部        while(true){
               if (temp.next == null){
                   break;            }            //如果不是最后一个节点，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;    }    //根据排名将英雄插入到指定位置    //（如果已有这个排名，则添加失败，并给出提示）    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
           //因为头节点不能动，因此我们仍借助辅助变量来找到添加的位置        //我们要找位于添加位置的前一个节点        HeroNode temp = head;        boolean flag = false;   //表示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，在 temp 后面一个位置插入                break;            }else if (temp.next.no == heroNode.no){
    //说明编号存在                flag = true;    //编号存在                break;            }            temp = temp.next;   //后移，也就是遍历当前列表        }        //判断 flag 的值        if (flag){
                 //说明编号存在，不能添加            System.out.printf("准备插入的英雄编号 %d 已经存在，不能添加\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，根据编号来修改，即编号不能修改    //说明    //1.根据 newHeroNode 的 no 来修改即可    public void update(HeroNode newHeroNode){
           //判断是否为空        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){
                   //找到了                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",newHeroNode.no);        }    }    //删除节点    //思路    //1。head 不能动，因此我们需要一个 temp 辅助变量找到待删除节点的前一个节点    //2。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;   //表示是否找到待删除节点        while(true){
               if (temp.next == null)  {
      //已经到链表的尾部                break;            }            if (temp.next.no == no){
                   //找到待删除节点的前一个节点 temp                flag = true;                break;            }            temp = temp.next;   //后移继续遍历        }        //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);        }    }    //展示链表    //借助temp辅助变量，遍历整个链表    public void list(){
           //判断链表是否为空        if(head.next == null){
               System.out.println("链表为空");            return;        }        //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){
               //判断是否在链表的尾部            if (temp == null){
                   break;            }            //输出节点信息            System.out.println(temp);            //将 temp 后移            temp = temp.next;        }    }    //根据名称查询链表    public void queryByName(String name){
           //判断链表是否为空        if(head.next == null){
               System.out.println("链表为空");            return;        }        HeroNode temp = head.next;        boolean flag = true;   //表示是否找到对应节点        while (true){
               //判断是否在链表的尾部            if (temp == null){
                   break;            }            if (temp.name == name){
                   flag = false;                System.out.println("查询成功：");                System.out.println(temp);                break;            }            temp = temp.next;        }        if (flag){
               System.out.println("链表中没有对应节点！");        }    }}//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 + '\'' +                '}';    }}

二、简单面试题

1.求单链表中有效节点的个数

2.查找单链表中的倒数第k个节点（新浪面试题）

3.单链表的反转（腾讯面试题）

思路：

1. 定义一个节点reverseHead = new HeroNode();
2. 从头到尾遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead的最前端
3. 原来的链表的head.next = reverseHead.next

4.逆序打印单链表（百度面试题）

思路：

• 方式1：将单链表反转，然后再遍历即可，这样做的问题是会破坏原来的单链表的结构，不建议
• 方式2：可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果

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