資料結構與算法-連結清單-單連結清單

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資料結構與算法-連結清單-單連結清單

連結清單介紹
單連結清單的介紹
單連結清單的增删改查：

單連結清單的添加操作

單連結清單的修改操作
單連結清單的删除操作
完整代碼：

連結清單介紹

連結清單是有序的清單，、但是它在記憶體中是存儲如下

小結:

連結清單是以節點的方式來存儲,是鍊式存儲

每個節點包含 data 域， next 域：指向下一個節點.

如圖：發現連結清單的各個節點不一定是連續存儲.

連結清單分帶頭節點的連結清單和沒有頭節點的連結清單，根據實際的需求來确定

單連結清單的介紹

單連結清單(帶頭結點) 邏輯結構示意圖如下

單連結清單的增删改查：

單連結清單的添加操作

添加（建立）

1.先建立一個head 頭節點，作用就是表示單連結清單的頭

2.後面我們每添加一個節點，就直接加入到連結清單的最後

周遊：

3.通過一個輔助變量周遊，幫助周遊整個連結清單

初始連結清單變量

//定義HeroNode ， 每個HeroNode 對象就是一個節點
class HeroNode {
  int no
  String name;
  String nickName
  HeroNode next
}

添加節點到單向連結清單

添加（建立）

先建立一個head 頭節點，作用就是表示單連結清單的頭
後面我們每添加一個節點，就直接加入到連結清單的最後

周遊：
通過一個輔助變量周遊，幫助周遊整個連結清單

//思路，當不考慮編号順序時
  //1. 找到目前連結清單的最後節點
  //2. 将最後這個節點的next 指向 新的節點
  public void add(HeroNode heroNode) {
    
    //因為head節點不能動，是以我們需要一個輔助周遊 temp
    HeroNode temp = head;
    //周遊連結清單，找到最後
    while(true) {
      //找到連結清單的最後
      if(temp.next == null) {//
        break;
      }
      //如果沒有找到最後, 将将temp後移
      temp = temp.next;
    }
    //當退出while循環時，temp就指向了連結清單的最後
    //将最後這個節點的next 指向 新的節點
    temp.next = heroNode;
  }

第二種添加：

需要按照編号的順序添加

首先找到新添加的節點的位置, 是通過輔助變量(指針), 通過周遊來搞定
新的節點.next = temp.next
将temp.next = 新的節點

public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
    //因為頭節點不能動，是以我們仍然通過一個輔助指針(變量)來幫助找到添加的位置
    //因為單連結清單，因為我們找的temp 是位于 添加位置的前一個節點，否則插入不了
    HeroNode temp = head;
    boolean flag = false; // flag标志添加的編号是否存在，預設為false
    while(true) {
      if(temp.next == null) {//說明temp已經在連結清單的最後
        break; //
      } 
      if(temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，就在temp的後面插入
        break;
      } else if (temp.next.no == heroNode.no) {//說明希望添加的heroNode的編号已然存在
        
        flag = true; //說明編号存在
        break;
      }
      temp = temp.next; //後移，周遊目前連結清單
    }
    //判斷flag 的值
    if(flag) { //不能添加，說明編号存在
      System.out.printf("準備插入的英雄的編号 %d 已經存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
    } else {
      //插入到連結清單中, temp的後面
      heroNode.next = temp.next;
      temp.next = heroNode;
    }
  }

單連結清單的修改操作

//修改節點的資訊, 根據no編号來修改，即no編号不能改.
  //說明
  //1. 根據 newHeroNode 的 no 來修改即可
  public void update(HeroNode newHeroNode) {
    //判斷是否空
    if(head.next == null) {
      System.out.println("連結清單為空~");
      return;
    }
    //找到需要修改的節點, 根據no編号
    //定義一個輔助變量
    HeroNode temp = head.next;
    boolean flag = false; //表示是否找到該節點
    while(true) {
      if (temp == null) {
        break; //已經周遊完連結清單
      }
      if(temp.no == newHeroNode.no) {
        //找到
        flag = true;
        break;
      }
      temp = temp.next;
    }
    //根據flag 判斷是否找到要修改的節點
    if(flag) {
      temp.name = newHeroNode.name;
      temp.nickname = newHeroNode.nickname;
    } else { //沒有找到
      System.out.printf("沒有找到 編号 %d 的節點，不能修改\n", newHeroNode.no);
    }
  }

單連結清單的删除操作

從單連結清單中删除一個節點的思路

我們先找到需要删除的這個節點的前一個節點 temp
temp.next = temp.next.next
被删除的節點，将不會有其它引用指向，會被垃圾回收機制回收

//删除節點
  //思路
  //1. head 不能動，是以我們需要一個temp輔助節點找到待删除節點的前一個節點
  //2. 說明我們在比較時，是temp.next.no 和  需要删除的節點的no比較
  public void del(int no) {
    HeroNode temp = head;
    boolean flag = false; // 标志是否找到待删除節點的
    while(true) {
      if(temp.next == null) { //已經到連結清單的最後
        break;
      }
      if(temp.next.no == no) {
        //找到的待删除節點的前一個節點temp
        flag = true;
        break;
      }
      temp = temp.next; //temp後移，周遊
    }
    //判斷flag
    if(flag) { //找到
      //可以删除
      temp.next = temp.next.next;
    }else {
      System.out.printf("要删除的 %d 節點不存在\n", no);
    }
  }

單連結清單的周遊：

public void list() {
    //判斷連結清單是否為空
    if(head.next == null) {
      System.out.println("連結清單為空");
      return;
    }
    //因為頭節點，不能動，是以我們需要一個輔助變量來周遊
    HeroNode temp = head.next;
    while(true) {
      //判斷是否到連結清單最後
      if(temp == null) {
        break;
      }
      //輸出節點的資訊
      System.out.println(temp);
      //将temp後移， 一定小心
      temp = temp.next;
    }
  }
}

完整代碼：

//定義SingleLinkedList 管理我們的英雄
class SingleLinkedList {
  //先初始化一個頭節點, 頭節點不要動, 不存放具體的資料
  private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
  
  
  //傳回頭節點
  public HeroNode getHead() {
    return head;
  }

  //添加節點到單向連結清單
  //思路，當不考慮編号順序時
  //1. 找到目前連結清單的最後節點
  //2. 将最後這個節點的next 指向 新的節點
  public void add(HeroNode heroNode) {
    
    //因為head節點不能動，是以我們需要一個輔助周遊 temp
    HeroNode temp = head;
    //周遊連結清單，找到最後
    while(true) {
      //找到連結清單的最後
      if(temp.next == null) {//
        break;
      }
      //如果沒有找到最後, 将将temp後移
      temp = temp.next;
    }
    //當退出while循環時，temp就指向了連結清單的最後
    //将最後這個節點的next 指向 新的節點
    temp.next = heroNode;
  }
  
  //第二種方式在添加英雄時，根據排名将英雄插入到指定位置
  //(如果有這個排名，則添加失敗，并給出提示)
  public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
    //因為頭節點不能動，是以我們仍然通過一個輔助指針(變量)來幫助找到添加的位置
    //因為單連結清單，因為我們找的temp 是位于 添加位置的前一個節點，否則插入不了
    HeroNode temp = head;
    boolean flag = false; // flag标志添加的編号是否存在，預設為false
    while(true) {
      if(temp.next == null) {//說明temp已經在連結清單的最後
        break; //
      } 
      if(temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，就在temp的後面插入
        break;
      } else if (temp.next.no == heroNode.no) {//說明希望添加的heroNode的編号已然存在
        
        flag = true; //說明編号存在
        break;
      }
      temp = temp.next; //後移，周遊目前連結清單
    }
    //判斷flag 的值
    if(flag) { //不能添加，說明編号存在
      System.out.printf("準備插入的英雄的編号 %d 已經存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
    } else {
      //插入到連結清單中, temp的後面
      heroNode.next = temp.next;
      temp.next = heroNode;
    }
  }

  //修改節點的資訊, 根據no編号來修改，即no編号不能改.
  //說明
  //1. 根據 newHeroNode 的 no 來修改即可
  public void update(HeroNode newHeroNode) {
    //判斷是否空
    if(head.next == null) {
      System.out.println("連結清單為空~");
      return;
    }
    //找到需要修改的節點, 根據no編号
    //定義一個輔助變量
    HeroNode temp = head.next;
    boolean flag = false; //表示是否找到該節點
    while(true) {
      if (temp == null) {
        break; //已經周遊完連結清單
      }
      if(temp.no == newHeroNode.no) {
        //找到
        flag = true;
        break;
      }
      temp = temp.next;
    }
    //根據flag 判斷是否找到要修改的節點
    if(flag) {
      temp.name = newHeroNode.name;
      temp.nickname = newHeroNode.nickname;
    } else { //沒有找到
      System.out.printf("沒有找到 編号 %d 的節點，不能修改\n", newHeroNode.no);
    }
  }
  
  //删除節點
  //思路
  //1. head 不能動，是以我們需要一個temp輔助節點找到待删除節點的前一個節點
  //2. 說明我們在比較時，是temp.next.no 和  需要删除的節點的no比較
  public void del(int no) {
    HeroNode temp = head;
    boolean flag = false; // 标志是否找到待删除節點的
    while(true) {
      if(temp.next == null) { //已經到連結清單的最後
        break;
      }
      if(temp.next.no == no) {
        //找到的待删除節點的前一個節點temp
        flag = true;
        break;
      }
      temp = temp.next; //temp後移，周遊
    }
    //判斷flag
    if(flag) { //找到
      //可以删除
      temp.next = temp.next.next;
    }else {
      System.out.printf("要删除的 %d 節點不存在\n", no);
    }
  }
  
  //顯示連結清單[周遊]
  public void list() {
    //判斷連結清單是否為空
    if(head.next == null) {
      System.out.println("連結清單為空");
      return;
    }
    //因為頭節點，不能動，是以我們需要一個輔助變量來周遊
    HeroNode temp = head.next;
    while(true) {
      //判斷是否到連結清單最後
      if(temp == null) {
        break;
      }
      //輸出節點的資訊
      System.out.println(temp);
      //将temp後移， 一定小心
      temp = temp.next;
    }
  }
}

//定義HeroNode ， 每個HeroNode 對象就是一個節點
class HeroNode {
  public int no;
  public String name;
  public String nickname;
  public HeroNode next; //指向下一個節點
  //構造器
  public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
    this.no = no;
    this.name = name;
    this.nickname = nickname;
  }
  //為了顯示方法，我們重新toString
  @Override
  public String toString() {
    return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
  }
  
}

package com.atguigu.linkedlist;

import java.util.Stack;

public class SingleLinkedListDemo {

  public static void main(String[] args) {
    //進行測試
    //先建立節點
    HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及時雨");
    HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "盧俊義", "玉麒麟");
    HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吳用", "智多星");
    HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林沖", "豹子頭");
    
    //建立要給連結清單
    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
    
    
    //加入
    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero4);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);

    // 測試一下單連結清單的反轉功能
    System.out.println("原來連結清單的情況~~");
    singleLinkedList.list();
    
//    System.out.println("反轉單連結清單~~");
//    reversetList(singleLinkedList.getHead());
//    singleLinkedList.list();
    
    System.out.println("測試逆序列印單連結清單, 沒有改變連結清單的結構~~");
    reversePrint(singleLinkedList.getHead());
    
/*    
    //加入按照編号的順序
    singleLinkedList.addByOrder(hero1);
    singleLinkedList.addByOrder(hero4);
    singleLinkedList.addByOrder(hero2);
    singleLinkedList.addByOrder(hero3);
    
    //顯示一把
    singleLinkedList.list();
    
    //測試修改節點的代碼
    HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小盧", "玉麒麟~~");
    singleLinkedList.update(newHeroNode);
    
    System.out.println("修改後的連結清單情況~~");
    singleLinkedList.list();
    
    //删除一個節點
    singleLinkedList.del(1);
    singleLinkedList.del(4);
    System.out.println("删除後的連結清單情況~~");
    singleLinkedList.list();
    
  }

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單連結清單的介紹

單連結清單的增删改查：

單連結清單的修改操作

單連結清單的删除操作

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