2.链表及其应用

于 2022-04-01 07:00:00 发布
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分类专栏： 数据结构与算法复习（丐版） 文章标签： 算法 数据结构 链表
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/AIbeichen/article/details/123881499
本文介绍了单向链表的基本概念和应用实例，包括添加、排序、修改和删除操作，并提供了代码演示。接着深入探讨了双向链表的实现，涉及添加、修改和删除功能，以及修改节点位置的方法。通过这两个数据结构的对比，展示了链表在实际项目中的运用。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

一、单向链表

1.介绍

链表是有序的列表，在内存中存储如下：

image-20220322210208315

2.应用实例

（1）添加

image-20220322210304820

（2）按照排名添加

image-20220322210338015

（3）修改

image-20220322210358073

（4）删除

image-20220322210413700

（5）代码演示

public class SingleLinkedListdemo {
    public static void main(String[] args) {
        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");

        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero4);
//        singleLinkedList.add(hero3);
//        singleLinkedList.add(hero4);

//        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
//        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
//        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
//        singleLinkedList.addByOrder(hero3);

        singleLinkedList.list();
    }
}

class SingleLinkedList{
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

    public void add(HeroNode heroNode) {
        HeroNode temp = head;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = heroNode;
    }

    public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no) {
                break;
            } else if (temp.next.no == heroNode.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            System.out.println("exist NO."+heroNode.no);
        }else {
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    public void update(HeroNode newheroNode) {
        if (head.next == null) {
            System.out.println("empty");
        }
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.no == newheroNode.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            temp.name = newheroNode.name;
            temp.nickname = newheroNode.nickname;
        }else {
            System.out.println("no node");
        }
    }

    public void delete(int no) {
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            if (temp.next.no == no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            temp.next = temp.next.next;
        }else {
            System.out.println("no exist");
        }
    }

    public void list() {
        if (head.next == null) {
            System.out.println("empty");
            return;
        }
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            if(temp == null) {
                break;
            }
            System.out.println(temp);
            temp = temp.next;
        }
    }
}

class HeroNode{
    public int no;
    public String name;
    public String nickname;
    public HeroNode next;

    public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }

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

二、双向链表

1.分析

image-20220322212528180

2.代码实现
public class DoubleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试
        System.out.println("双向链表的测试");
        // 先创建节点
        HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");
        // 创建一个双向链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
        doubleLinkedList.add(hero1);
        doubleLinkedList.add(hero2);
        doubleLinkedList.add(hero3);
        doubleLinkedList.add(hero4);

        doubleLinkedList.list();

        // 修改
        HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4, "公孙胜", "入云龙");
        doubleLinkedList.update(newHeroNode);
        System.out.println("修改后的链表情况");
        doubleLinkedList.list();

        // 删除
        doubleLinkedList.del(3);
        System.out.println("删除后的链表情况~~");
        doubleLinkedList.list();



    }

}

// 创建一个双向链表的类
class DoubleLinkedList {

    // 先初始化一个头节点, 头节点不要动, 不存放具体的数据
    private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");

    // 返回头节点
    public HeroNode2 getHead() {
        return head;
    }

    // 遍历双向链表的方法
    // 显示链表[遍历]
    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
        HeroNode2 temp = head.next;
        while (true) {
            // 判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            // 输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            // 将temp后移， 一定小心
            temp = temp.next;
        }
    }

    // 添加一个节点到双向链表的最后.
    public void add(HeroNode2 heroNode) {

        // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode2 temp = head;
        // 遍历链表，找到最后
        while (true) {
            // 找到链表的最后
            if (temp.next == null) {//
                break;
            }
            // 如果没有找到最后, 将将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        // 当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        // 形成一个双向链表
        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }

    // 修改一个节点的内容, 可以看到双向链表的节点内容修改和单向链表一样
    // 只是 节点类型改成 HeroNode2
    public void update(HeroNode2 newHeroNode) {
        // 判断是否空
        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
        HeroNode2 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
                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，不能修改\n", newHeroNode.no);
        }
    }

    // 从双向链表中删除一个节点,
    // 说明
    // 1 对于双向链表，我们可以直接找到要删除的这个节点
    // 2 找到后，自我删除即可
    public void del(int no) {

        // 判断当前链表是否为空
        if (head.next == null) {// 空链表
            System.out.println("链表为空，无法删除");
            return;
        }

        HeroNode2 temp = head.next; // 辅助变量(指针)
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的
        while (true) {
            if (temp == null) { // 已经到链表的最后
                break;
            }
            if (temp.no == no) {
                // 找到的待删除节点的前一个节点temp
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next; // temp后移，遍历
        }
        // 判断flag
        if (flag) { // 找到
            // 可以删除
            // temp.next = temp.next.next;[单向链表]
            temp.pre.next = temp.next;
            // 这里我们的代码有问题?
            // 如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针
            if (temp.next != null) {
                temp.next.pre = temp.pre;
            }
        } else {
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
        }
    }

}

// 定义HeroNode2 ， 每个HeroNode 对象就是一个节点
class HeroNode2 {
    public int no;
    public String name;
    public String nickname;
    public HeroNode2 next; // 指向下一个节点, 默认为null
    public HeroNode2 pre; // 指向前一个节点, 默认为null
    // 构造器

    public HeroNode2(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 + "]";
    }

}

个节点, 默认为null
// 构造器

public HeroNode2(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 + "]";
}

}
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