Java-数据结构系列四：链表

1.链表：

• 链表是有序的列表，在内存中存储的链表的各个节点不一定是连续存储；
• 链表是以节点的方式来存储，是链式存储；
• 每个节点包含data域，next域（指向下一个节点的地址）；
• 链表分带头节点的链表和没有头节点的链表；

2.实例：使用带head节点的单向链表实现水浒英雄排行榜管理完成对英雄人物的增删改查操作

3.单向链表分析

• 定义HeroNode类，定义节点属性；
• 定义节点管理类SingleLinkedList，管理HeroNode
  • 添加节点到单向链表add，当不考虑编号顺序时，找到当前链表的最后节点，将最后节点的next指向新节点；
  • 添加节点到单向链表addByOrder,根据编号，将新节点添加到指定位置，需要辅助变量temp查找添加的位置，temp指位于添加位置的前一个节点
  • 更新节点信息update，传入节点的编号，找到需要修改的节点
  • 删除节点delete，辅助变量表示待删除节点的前一个节点，比较temp.next.no与要删除节点的编号
  • 显示链表list，遍历链表

4.代码实现：

package linkedlist;

public class SingleLinkedListDemo {

	public static void main(String[] args) {
		//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");
		//创建链表
		SingleLinkedList singleLinkedList=new SingleLinkedList();
		//加入节点,不考虑编号的顺序
//		singleLinkedList.add(hero1);
//		singleLinkedList.add(hero4);
//		singleLinkedList.add(hero3);
		//加入节点，考虑编号的顺序
		singleLinkedList.addByOrder(hero1);
		singleLinkedList.addByOrder(hero4);
		singleLinkedList.addByOrder(hero3);
		singleLinkedList.addByOrder(hero2);
		singleLinkedList.addByOrder(hero3);
		singleLinkedList.list();
		//测试修改属性
		HeroNode newHeroNode=new HeroNode(2, "卢员外", "玉麒麟~~~");
		singleLinkedList.update(newHeroNode);
		System.out.println("修改之后的链表：");
		singleLinkedList.list();
		//测试删除节点
		singleLinkedList.delete(4);
		singleLinkedList.delete(4);
		System.out.println("删除之后的链表：");
		singleLinkedList.list();
	}
}
//定义SingleLinkedLedList管理HeroNode
class SingleLinkedList{
	//初始化头节点，头节点后面不再改动，否则后面无法找到头节点，不存放具体数据
	private HeroNode head=new HeroNode(0, "", "");
	
	//添加节点到单向链表,当不考虑编号顺序时，找到当前链表的最后节点，将最后节点的next指向新节点
	public void add(HeroNode heroNode) {
		//头节点不要修改，需要辅助变量temp
		HeroNode temp=head;
		//遍历链表，找到最后节点
		while(true) {
			if(temp.next==null) {
				break;
			}
			//如果未找到则temp后移
			temp=temp.next;
		}
		//当退出while循环时temp指向链表的最后节点
		temp.next=heroNode;
	}
	//根据排名将英雄插入到指定位置（如果有这个排名，则添加失败并给出提示）
	public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
		//辅助变量帮助寻找查找添加的位置，由于是单链表，寻找的temp是位于添加位置的前一个节点
		//该操作是在内存中完成了排序，不用在sql数据库中通过group by等方式，显著提高速度
		HeroNode temp=head;
		boolean flag=false;//标识要添加的编号是否已存在
		while(true) {
			if(temp.next==null) {
				break;
			}
			if(temp.next.no>heroNode.no) {//位置找到，在temp的后面插入要添加的节点
				break;
			}else if(temp.next.no==heroNode.no) {//要添加的节点的编号已经存在
				flag=true;
				break;
			}
			temp=temp.next;//后移遍历当前链表
		}
		//判断flag的值
		if(flag) {
			System.out.printf("该节点的编号%d已存在，不能加入\n",heroNode.no);
		}else {
			//将节点插入到temp后面
			heroNode.next=temp.next;
			temp.next=heroNode;
		}
	}
	//修改节点的信息，根据no编号修改，no编号不修改
	public void update(HeroNode newHeroNode) {
		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
		HeroNode temp=head.next;
		boolean flag=false;//flag表示是否找到该节点
		while(true) {
			if(temp==null) {
				break;//表示链表遍历结束
			}
			if(temp.no==newHeroNode.no) {
				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 {
			System.out.printf("没有找到编号为%d的节点，不能修改", newHeroNode.no);
		}
	}
	//删除节点，head节点不能修改，需要temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点，即比较temp.next.no和需要删除的节点的no比较
	public void delete(int no) {
		HeroNode temp=head;
		boolean flag=false;//标识是否找到待删除节点的前一个节点
		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.printf("没有找到编号为%d的节点，不能删除\n", no);
		}
	}
	//显示链表，通过辅助变量，遍历整个链表
	public void list() {
		if(head.next == null) {
			System.out.println("链表为空");
			return;
		}
		//由于头节点不能修改，需要辅助变量来遍历
		HeroNode temp=head.next;
		while(true) {
			//判断是否链表到最后
			if(temp == null) {
				break;
			}
			//输出节点信息
			System.out.println(temp);
			//将temp后移，否则是死循环
			temp=temp.next;
		}
	}
}
//定义HeroNode，每个HeroNode对象就是节点
class HeroNode{
	public int no;
	public String name;
	public String nickname;
	public HeroNode next;//next指向下一个节点
	
	public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
		super();
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickname = nickname;
	}
	//重写toString方法，便于显示方法
	@Override
	public String toString() {
		return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
	}	
}

注意：根据节点的编号信息，在内存中完成排序，不用通过sql数据库的group by等排序，可以显著提高速度。