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java单向链表教程



最近在回顾数据结构与算法,有部分的算法题用到了栈的思想,说起栈又不得不说链表了。数组和链表都是线性存储结构的基础,栈和队列都是线性存储结构的应用~

本文主要讲解单链表的基础知识点,做一个简单的入门~如果有错的地方请指正

说起链表,我们先提一下数组吧,跟数组比较一下就很理解链表这种存储结构了。

数组我们无论是C、Java都会学过:

  • 数组是一种连续存储线性结构,元素类型相同,大小相等

数组的优点:

  • 存取速度快

数组的缺点:

  • 事先必须知道数组的长度
  • 插入删除元素很慢
  • 空间通常是有限制的
  • 需要大块连续的内存块
  • 插入删除元素的效率很低

看完了数组,回到我们的链表:

  • 链表是离散存储线性结构

n个节点离散分配,彼此通过指针相连,每个节点只有一个前驱节点,每个节点只有一个后续节点,首节点没有前驱节点,尾节点没有后续节点。

链表优点:

  • 空间没有限制
  • 插入删除元素很快

链表缺点:

  • 存取速度很慢

链表相关术语介绍,我还是通过上面那个图来说明吧:

确定一个链表我们只需要头指针,通过头指针就可以把整个链表都能推导出来了~

链表又分了好几类:

  • 单向链表
    • 一个节点指向下一个节点
  • 双向链表
    • 一个节点有两个指针域
  • 循环链表
    • 能通过任何一个节点找到其他所有的节点,将两种(双向/单向)链表的最后一个结点指向第一个结点从而实现循环

操作链表要时刻记住的是:

  • 节点中指针域指向的就是一个节点了!

算法:

  • 遍历
  • 查找
  • 清空
  • 销毁
  • 求长度
  • 排序
  • 删除节点
  • 插入节点

首先,我们定义一个类作为节点

  • 数据域
  • 指针域

为了操作方便我就直接定义成public了。

 

向链表中插入数据:

  • 找到尾节点进行插入
  • 即使头节点.next为null,不走while循环,也是将头节点与新节点连接的(我已经将head节点初始化过了,因此没必要判断头节点是否为null)~
 

上面我们已经编写了增加方法,现在遍历一下看一下是否正确~~~

从首节点开始,不断往后面找,直到后面的节点没有数据:

 

结果:

  1. 插入一个节点到链表中,首先得判断这个位置是否是合法的,才能进行插入~
  2. 找到想要插入的位置的上一个节点就可以了
 

获取链表的长度就很简单了,遍历一下,每得到一个节点+1即可~

 

删除某个位置上的节点其实是和插入节点很像的, 同样都要找到上一个节点。将上一个节点的指针域改变一下,就可以删除了~

 

前面已经讲过了8种的排序算法了【八种排序算法总结】,这次挑简单的冒泡排序吧(其实我是想写快速排序的,尝试了一下感觉有点难.....)

 

这个算法挺有趣的:设置两个指针p1、p2,让p2比p1快k个节点,同时向后遍历,当p2为空,则p1为倒数第k个节点

 

跟冒泡排序差不多,只要它相等,就能删除了~

 

这个算法也挺有趣的:一个每次走1步,一个每次走两步,走两步的遍历完,然后走一步的指针,那就是中间节点

 
 
 

反转链表参考自:

  • http://www.cnblogs.com/hanxue112253/p/8533426.html

理解链表本身并不难,但做相关的操作就弄得头疼,(算法这方面我还是薄弱啊..脑子不够用了.....)写了两天就写了这么点东西...

操作一个链表只需要知道它的头指针就可以做任何操作了

  • 添加数据到链表中
    • 遍历找到尾节点,插入即可(只要,退出循环就会找到尾节点)
  • 遍历链表
    • 从首节点(有效节点)开始,只要不为null,就输出
  • 给定位置插入节点到链表中
    • 首先判断该位置是否有效(在链表长度的范围内)
    • 找到想要插入位置的上一个节点
      • 将原本由上一个节点的指向交由插入的节点来指向
      • 上一个节点指针域指向想要插入的节点
  • 获取链表的长度
    • 每访问一次节点,变量++操作即可
  • 删除给定位置的节点
    • 首先判断该位置是否有效(在链表长度的范围内)
    • 找到想要插入位置的上一个节点
      • 将原本由上一个节点的指向后面一个节点
  • 对链表进行排序
    • 使用冒泡算法对其进行排序
  • 找到链表中倒数第k个节点
    • 设置两个指针p1、p2,让p2比p1快k个节点,同时向后遍历,当p2为空,则p1为倒数第k个节点
  • 删除链表重复数据
    • 操作跟冒泡排序差不多,只要它相等,就能删除了
  • 查询链表的中间节点
    • 这个算法也挺有趣的:一个每次走1步,一个每次走两步,走两步的遍历完,然后走一步的指针,那就是中间节点
  • 递归从尾到头输出单链表
    • 只要下面还有数据,那就往下找,递归是从最后往前翻
  • 反转链表
    • 有递归和非递归两种方式,我觉得是挺难的。可以到我给出的链接上查阅~

PS:每个人的实现都会不一样,所以一些小细节难免会有些变动,也没有固定的写法,能够实现对应的功能即可~

参考资料:

  • http://www.cnblogs.com/whgk/p/6589920.html
  • https://www.cnblogs.com/bywallance/p/6726251.html

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