Java链表

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本文详细介绍了链表的基本结构及各种操作方法，包括单链表的头部和尾部插入、遍历、查询、插入和删除节点等，并对比了带头结点与不带头结点的链表在操作上的差异。

链表的基本结构

public class LNode {
    public String data;//节点数据
    LNode next;//下一个节点
}

这是最基本的链表结构，还有双向链表和循环链表会在文章最后提到。

建立单链表

头部插入建立单链表

头部插入建立方式的思想是,首先建立一个指针，
1.然后新建第一个节点，让指针指向这个节点
2.然后再新建一个节点，通过指针拿到第一个点的地址，让新建的下一个地址指向第一个节点。
3.最后把指针移动到第一个节点上。
后面重复这个过程就可以

大家可以根据这张图来理解一下。

下面是实现的代码

// 在头部插入
    public LNode Creat_LinkListHead() {
        LNode head = null;// 头部，空表
        System.out.println("现在使用头部插入法，请输入数据，以0为结束");
        String newDate;
        while (!(newDate = in.next()).equals("0")) {
            LNode newNode = new LNode();//新建一个节点
            newNode.data = newDate;
            newNode.next = head;//通过指针找到上一个节点地址，让新节点的下一个地址指向新节点
            head = newNode;//让指针移动到新建的节点上
        }
        System.out.println("录入完毕");
        return head;
    }

在尾部插入建立链表

在头部插入的方式，有一个很大的问题，就是最后我指针的位置，在整个链表逻辑上的最后位，遍历的时候，会反过来，比方说建立的顺序是ABCDE，遍历的时候就是EDCBA了
在尾部插入建立的方式就是为解决这个问题
尾部插入的思路是：首先我们建立一个头节点和一个尾节点，让头节点和尾节点一起指向第一个节点，之后的话头结点不再变动，尾节点用头部插入的方式建立起链表，可以发现这个方式和头部插入没有什么区别，主要就是增加了一个头节点。
下面是实现的代码

// 在尾部插入
    public LNode Creat_LinkListTail() {
        LNode H = null;// 头指针
        LNode R = null;// 尾指针
        String newDate;
        System.out.println("现在使用尾部插入法，以0为结束");
        while (!(newDate = in.next()).equals("0")) {
            LNode newNode = new LNode();
            newNode.data = newDate;
            // 第一个指针
            if (H == null) {
                H = newNode;
            } else {
                R.next = newNode;
            }
            //指针移动到创建的新节点
            R = newNode;
        }
        //让随后一个节点指向null
        if (R != null)
            R.next = null;
        return H;
    }

带头节点的尾部插入

上面方式也有一个问题，第一个节点由于没有前驱，所以我们在很多操作的时候都要考虑这个特殊的点，这样在增加删除的时候都会比较麻烦，比较好的解决方式，我们可以第一个节点前面在加一个节点，这个节点没有数据，只是指向原来的第一个节点。如下图

H代表的是头指针
R代表的是尾指针

新增一个头结点后就可以很好的解决这个问题，但在遍历，定位节点的时候要注意哥不带头结点的链表的区别，这个头结点只是用来作为前驱存放原本第一个节点的地址的。

public LNode Creat_LinkListTailWithHead() {
        LNode H = null;//头指针
        LNode R = null;//尾指针
        //建立头结点
        LNode headNode = new LNode();
        headNode.next = null;

        H = headNode;
        R = headNode;
        System.out.println("现在使用带头结点的的链表尾部插入，输入0为结束");
        String newDate;
        while(!(newDate=in.next()).equals("0")){
            LNode newNode = new LNode();
            newNode.data =  newDate;
            newNode.next = null;
            R.next = newNode;
            R=newNode;
        }
        R.next = null;
        return H;
    }

遍历链表

遍历的思路是从头结点开始，输出节点的数据，之后让指针移动到下一个节点

//遍历链表
    public void look(LNode head) {
        if (head == null) {
            System.out.println("链表为空");
            System.exit(0);
        }
        LNode flag = head;//用一个指针来拿到头结点的地址
        do {
            System.out.print(flag.data);
            flag = flag.next;//下移到下一个节点
        } while (flag != null);//如果节点为空结束循环
    }

当然这个遍历是有问题的，没有判断链表有没有带头结点，大家可以自行修改一下。

计算链表长度

这个的思路的遍历差不多，只不过我们需要定义一个变量用来存储长度

//计算带头结点的链表的长度
    public int lenth_haveHead(LNode H){
        int len = 0 ;//用来存放长度
        while(H.next!=null){
            H=H.next;
            len++;
        }
        return len;
    }
    //不带头结点的链表的长度
    public int lenth_nothaveHead(LNode H){
        int len = 0;//用来存放长度
        //判断链表是否为空
        if(H==null){
            System.out.println("链表为空");
            return 0;
        }
        len = 1;
        while(H.next!=null){
            H = H.next;
            len++;
        }
        return len;
    }

可以看出，带头节点的链表在遍历上就比不带的方便很多。

查询指定节点

//查询指定节点
    //n 代表第几个节点
    public LNode findLNode(int n,LNode H){
        LNode myH;
        if(H.data == null){
            //带头结点
            myH = H.next;
        }else{
            //不带头结点
            myH = H;
        }
        int len = 0;
        while(myH!=null){
            len++;
            if(len == n) break;
            myH = myH.next;
        }
        return myH;
    }

首先我们知道带头节点的链表的第一个节点，没有数据，用这个作为标志来判断链表是哪种链表。
如果是带头结点的，那链表的第一位应该是头结点.next

后排插入

后排插入就是在一个节点的后面，插入一个新节点
思路如下
我们先找到这个节点
通过这个节点的next得到下一个节点的地址，让新节点的next指向下一个节点。
让被插的节点将next指向新的节点

下面给出实现代码

//在第n的节点后插入data
    public void insertBehind(String data,int n,LNode H){
        MyLinkList list = new MyLinkList();
        LNode newNode = new LNode();//新建节点
        newNode.data = data;
        newNode.next = null;
        LNode node = list.findLNode(n, H);//找到要插入的位置
        if(node == null) {
            System.out.println("找不到节点");
            return;
        }
        //获取前驱的next，也就是下一个节点
        newNode.next = node.next;
        //让前驱指向新的节点
        node.next = newNode;
    }

前排插入

前排插入的思想和后排插入差不多，只不过我们再拿到节点后，需要再去查找一次，找到这的节点的前驱，之后以这个前驱做后排插入就行了。

/*
     * 在第n个节点前面插入一个节点
     * */
    public void insertFront(String data,int n,LNode H){
        LNode newNode = new LNode();
        newNode.data = data;
        newNode.next = null;
        MyLinkList list = new MyLinkList();
        //找到要插入的节点
        LNode node = list.findLNode(n, H);
        if(node==null){
            System.out.println("找不到节点");
            return;
        }
        //找到node节点的前驱
        LNode myH = H;
        while(myH.next!=node){
            myH = myH.next;
        }
        newNode.next = node;
        myH.next = newNode;
    }

删除节点

删除节点的思路如下：
找到要删除的节点
再找到他的前驱节点
让前驱的next指向这个节点的next，这个时候要删除的节点已经被架空了
最后我们给这个要删除的节点赋值null 释放空间

MyLinkList list = new MyLinkList();
        LNode node = list.findLNode(n, H);
        if(node == null) {
            System.out.println("找不到要删除的节点");
            return;
        }
        //找到这个节点的前驱
        LNode frontNode = list.findLNode(n-1, H);
        if(frontNode==null){
            System.out.println("找不到前驱");
            return;
        }
        frontNode.next = node.next;
        node = null;
    }

循环链表

循环链表就是将最后一个节点，原来指向空，改成指向头部，实质上并没有什么区别，主要是判断是不能用null来做链表结束的条件了

双向链表

单向的连接再很多时候会有麻烦，比如我们的前排插入，我们要得到前驱，不得不再做一次遍历，双向链表正是为了解决这个问题，我们再结构中再加一个指针让他指向前驱就可以了。

package com.ys.datastructure;

public class TwoWayLinkedList {
    private Node head;//表示链表头
    private Node tail;//表示链表尾
    private int size;//表示链表的节点个数
    
    private class Node{
        private Object data;
        private Node next;
        private Node prev;
        
        public Node(Object data){
            this.data = data;
        }
    }
    
    public TwoWayLinkedList(){
        size = 0;
        head = null;
        tail = null;
    }
    
    //在链表头增加节点
    public void addHead(Object value){
        Node newNode = new Node(value);
        if(size == 0){
            head = newNode;
            tail = newNode;
            size++;
        }else{
            head.prev = newNode;
            newNode.next = head;
            head = newNode;
            size++;
        }
    }
    
    //在链表尾增加节点
    public void addTail(Object value){
        Node newNode = new Node(value);
        if(size == 0){
            head = newNode;
            tail = newNode;
            size++;
        }else{
            newNode.prev = tail;
            tail.next = newNode;
            tail = newNode;
            size++;
        }
    }
    
    //删除链表头
    public Node deleteHead(){
        Node temp = head;
        if(size != 0){
            head = head.next;
            head.prev = null;
            size--;
        }
        return temp;
    }
    
    //删除链表尾
    public Node deleteTail(){
        Node temp = tail;
        if(size != 0){
            tail = tail.prev;
            tail.next = null;
            size--;
        }
        return temp;
    }
    
    //获得链表的节点个数
    public int getSize(){
        return size;
    }
    //判断链表是否为空
    public boolean isEmpty(){
        return (size == 0);
    }
    
    //显示节点信息
    public void display(){
        if(size >0){
            Node node = head;
            int tempSize = size;
            if(tempSize == 1){//当前链表只有一个节点
                System.out.println("["+node.data+"]");
                return;
            }
            while(tempSize>0){
                if(node.equals(head)){
                    System.out.print("["+node.data+"->");
                }else if(node.next == null){
                    System.out.print(node.data+"]");
                }else{
                    System.out.print(node.data+"->");
                }
                node = node.next;
                tempSize--;
            }
            System.out.println();
        }else{//如果链表一个节点都没有，直接打印[]
            System.out.println("[]");
        }
        
    }
}

文章来源：

https://www.cnblogs.com/ysocean/p/7928988.html

https://blog.youkuaiyun.com/zjsxxzh/article/details/75102058