投稿
  1. 极客之音首页
  2. 后端开发
  3. Java

Java数据结构之链表

小半 • • Java • 阅读 214

导读：本篇文章讲解 Java数据结构之链表，希望对大家有帮助，欢迎收藏，转发！站点地址：www.bmabk.com

目录

一.单链表

1.单链表的介绍和内存布局

2.单链表的添加和遍历

3.单链表的插入

4.单链表的删除

 二.双向链表

1.添加节点

2.遍历节点

3.插入节点

4.删除结点

5.测试

三.单向环形链表

1.问题的引出

​编辑

2.构建环形链表

 1.创建结点

3.测试

3.约瑟夫问题代码的实现

一.单链表

1.单链表的介绍和内存布局

Java数据结构之链表

Java数据结构之链表

 小结:
1)链表是以节点的方式来存储
2)每个节点包含data域, next域:指向下一个节点.
3)如图:发现链表的各个节点不一定是连续存储.
4)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.单链表的添加和遍历

添加包括头插法和尾插法:头插法十分的方便

public class LinkListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SingleLinkedList list = new SingleLinkedList();
        list.addByHead(new DataNode(1));
        list.addByHead(new DataNode(4));
        list.addByHead(new DataNode(6));
        list.addByHead(new DataNode(9));
        list.list();


    }
}

class SingleLinkedList {
    private DataNode head = new DataNode(0);

    //添加链表(尾插法)
    public void add(DataNode newNode) {
        DataNode temp = head;
        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = newNode;
        head.id++;

    }
    //添加链表(头插法)
    public void addByHead(DataNode newNode){
        newNode.next=head.next;
        head.next=newNode;
        head.id++;

    }


    //遍历节点
    public void list() {
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        System.out.println("此链表共有"+head.id+"个结点");
        DataNode temp = head;
        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;
            System.out.println(temp);
        }


    }



}

class DataNode {
    public Integer id;
    public DataNode next;

    public DataNode(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "DataNode{" +
                "id=" + id +
                '}';
    }
}

3.单链表的插入

从单链表插入一个结点的思路:
1.首先找到新添加的节点的位置,是通过辅助变量(指针),通过遍历来搞定

2.新的节点.next=temp.next

3.将temp.next=新的节点
 

  //插入一个新节点
    public void insert(DataNode newNode, int place) {
        DataNode temp = head;
        if(place>head.id||place<1){
            System.out.println("插入的位置过大或过小");
            return;
        }
        for (int i = 1; i < place; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        newNode.next = temp.next;
        temp.next = newNode;
        head.id++;


    }

4.单链表的删除

从单链表中删除一个节点的思路
1.我们先找到需要删除的这个节点的前一个节点temp

2. temp.next =temp.next.next

3.被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收

 

    public void delete(int place){
        DataNode temp=head;
        if(place>head.id||place<1){
            System.out.println("插入的位置过大或过小");
            return;
        }
        for (int i=1;i<place;i++){
            temp=temp.next;
        }
        temp.next=temp.next.next;
        head.id--;

    }

 二.双向链表

双向链表的示意图:

Java数据结构之链表

分析双向链表的遍历，添加，修改，删除的操作思路

代码实现

1)遍历方和单链表一样，只是可以向前，也可以向后查找
2)添加(认添加到双向链表的最后)
1)先找到双向链表的最后这个节点

2) temp.next =newHeroNode
3) newHeroNode.pre =temp;
3)修改思路和原理的单向链表一样.

4)删除
1)因为是双向链表，因此，我们可以实现自我删除某个节点

2)直接找到要删除的这个节点，比如temp
3) temp.pre.next =temp.next
4) temp.next.pre=temp.pre;

1.添加节点

class DoubleLinkList {
    private DataNode head = new DataNode(0);


    public DataNode getHead() {
        return head;
    }
   //尾插法
    public void addNode(DataNode node) {
        DataNode temp = head;
        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;

        }
        temp.next = node;
        node.pre = temp;
        head.data++;

    }
    //头插法
    public void addNodeByHead(DataNode node) {
        node.next = head.next;
        node.pre = head;
        head.next = node;
        head.data++;

    }
}

头插法与尾插法打印结点的顺序不一样,尾插法是添加顺序打印,头插法是逆序打印

2.遍历节点


    public void list() {
        DataNode temp = head;
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        System.out.println("总共含有" + head.data + "个结点");
        while (temp.next != null) {
            temp = temp.next;
            System.out.println(temp.data);
        }
    }

3.插入节点

//插入一个新节点
    public void insert(DataNode newNode, int place) {
        DataNode temp = head;
        if (place > head.data || place < 1) {
            System.out.println("插入的位置过大或过小");
            return;
        }
        for (int i = 1; i < place; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        newNode.next = temp.next;
        newNode.next.pre = newNode;
        temp.next = newNode;
        newNode.pre = temp;

        head.data++;

    }

4.删除结点

  //删除指定位置的结点
    public void delete(int place) {
        DataNode temp = head;
        if (place > head.data || place < 1) {
            System.out.println("插入的位置过大或过小");
            return;
        }
        for (int i = 0; i < place; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        temp.pre.next = temp.next;
        temp.next.pre = temp.pre;
        head.data--;

    }

5.测试

public class DoubleLinkListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleLinkList doubleLinkList = new DoubleLinkList();
        doubleLinkList.addNode(new DataNode(1));
        doubleLinkList.addNode(new DataNode(2));
        doubleLinkList.addNode(new DataNode(3));
        doubleLinkList.list();
        doubleLinkList.insert(new DataNode(4), 2);
        doubleLinkList.list();
        doubleLinkList.delete(2);
        doubleLinkList.list();
        System.out.println("------------------");
        DoubleLinkList doubleLinkList2 = new DoubleLinkList();
        doubleLinkList2.addNodeByHead(new DataNode(1));
        doubleLinkList2.addNodeByHead(new DataNode(2));
        doubleLinkList2.addNodeByHead(new DataNode(3));
        doubleLinkList2.list();


    }
}

打印结果

总共含有3个结点
1
2
3
总共含有4个结点
1
4
2
3
总共含有3个结点
1
2
3
——————
总共含有3个结点
3
2
1

三.单向环形链表

1.问题的引出

约瑟夫问题:

Josephu(约瑟夫、约瑟夫环)问题
Josephu问题为:设编号为1，2，… n的n个人围坐一圈，约定编号为k(1<=k<=n)的人从1开始报数，数到m的那个人出列，它的下一位又从1开始报数，数到m的那个人又出列，以此类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。

提示:用一个不带头结点的循环链表来处理Josephu问题:先构成一个有n个结点的单循环链表，然后由k结点起从1开始计数，计到m时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从1开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。

Java数据结构之链表

2.构建环形链表

构建一个单向的环形链表思路
1.先创建第一个节点,让first指向该节点，并形成环形
2.后面当我们每创建一个新的节点，就把该节点，加入到已有的环形链表中即可.

遍历环形链表
1.先让一个辅助指针(变量)curBoy，指向first节点
2.然后通过一个while循环遍历该环形链表即可curBoy.next == first结束

 1.创建结点

//创建结点
class Node {
    public Integer id;
    public Node next;

    public Node(Integer id) {
        this.id = id;
    }


}

2.创建环形链表

//创建环形链表
class CircleSingleLinkList {
    private Node first;

    public Node getFirst() {
        return first;
    }

    //添加
    public void add(int nums) {
        if (nums < 1) {
            System.out.println("nums的值不正确");
            return;
        }
        Node temp = null;
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
            Node node = new Node(i);
            if (i == 1) {
                first = node;
                first.next = first;
                temp = node;
            } else {
                temp.next = node;
                node.next = first;
                temp = node;

            }


        }

    }

    public void list() {
        Node temp = first;
        if (first == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        do {
            System.out.println(temp.id);
            temp = temp.next;
        } while (temp != first);
    }


}

3.测试

public class LinkCircleList {
    public static void main(String[] args) {
        CircleSingleLinkList list = new CircleSingleLinkList();
        list.add(10);
        list.list();

    }
}

输出结果:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3.约瑟夫问题代码的实现

根据用户的输入，生成一个小孩出圈的顺序

n= 5,即有5个人

k=1,从第一个人开始报数

m = 2,数2下
需求创建一个辅助指针(变量) helper,事先应该指向环形链表的最后这个节点.
补充:小孩报数前，先让first和helper移动k-1次
2.当小孩报数时，让first和helper指针同时的移动m – 1次这时就可以将first指向的小孩节点出圈
first = first.next
helper.next =first
原来first指向的节点就没有任何引用，就会被回收
出圈的顺序:
2->4->1->5->3

//创建环形链表
class CircleSingleLinkList {
    private Node first;

    public Node getFirst() {
        return first;
    }

//根据用户的输入,设定小孩出圈的顺序
    public void outCircle(int startNo, int countNum, int size) {
//当链表为空或者起始位置大于结点的个数时,是错误的
        if (first == null || startNo < 1 || startNo > size) {
            System.out.println("参数输入有误");
            return;
        }
//创建一个helper 指针,使他指向first指针的上一个指针位置
        Node helper = first;
        while (helper.next != first) {
            helper = helper.next;
        }
//确定startNo的位置,first和helper同时移动
        for (int i = 0; i < startNo - 1; i++) {
            first = first.next;
            helper = helper.next;
        }
//每次移动countNum-1个位置,并将此位置的数据输出,并将此结点删除,
//然后将结点的个数-1,直到结点的个数为0的时候,说明所有的人都出圈了
        while (size != 0) {
            for (int i = 0; i < countNum - 1; i++) {
                first = first.next;
                helper = helper.next;
            }
            System.out.println(first.id);
            first = first.next;
            helper.next = first;
            size--;


        }


    }
}

测试

public class LinkCircleList {
    public static void main(String[] args) {
        CircleSingleLinkList list = new CircleSingleLinkList();
        list.add(5);
        list.outCircle(1, 2, 5);

    }
}

输出结果

2
4
1
5
3

版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/101082.html

赞 (0)
小半的头像小半
0 0

相关推荐

极客之音——专业性很强的中文编程技术网站，欢迎收藏到浏览器，订阅我们！