链表Java实现

链表

一、链表简介

1、什么是单链表

• 单链表是一直链式存储的线性结构。
• 单链表中的数据是以节点的形式存在的，每个节点有data域和next域组成，data域中存放的是节点的具体信息，next域中存放的是直接后继的存储位置。

2、链表分类

• 单链表

• 单向循环链表

• 双向循环链表

3、应用场景

• 链表适合存储对查找要求低、对增加和删除要求高的数据。

二、单链表实现

1、实现方式一：尾部添加节点

1.1、创建节点类

• 图示

• 以添加水浒英雄为例，代码如下

class HeroNode {
    public int no;
    public String name;
    public String nickName;//以上三项就是data域
  
    public HeroNode next;//next域

    public HeroNode(int no,String name,String nickName) {//为什么只有数据域?
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    @Override
    public String toString() {//这里不能加入next,如果加入,会是什么情况?===>>>打印所有以后的结点
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ",name='" + name + '\'' +
                ",nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}

• 注意事项
  • 构造器中，参数只有数据域部分。因为新节点本来的next域就是空的，在插入的时候才会进行赋值。
  • toString方法，同样只有数据域的信息。如果写了next域会发生什么？next域存放的是下一个节点的信息，如果写上next域，就会打印下一个节点的信息。

1.2、创建链表类

• 首先要考虑链表包含哪些信息

  • 头节点：作为链表开始的标志。头节点的data域为空，即都取默认值；next域在只有头节点的空链表中也为空，在非空链表中存放的是下一个节点。在初始化时，是空链表，所以也是null。这里和创建节点类时的构造器不包含next域是一致的。
  • 作为一种抽象数据类型（ADT），除了具有对象集合以外（这里的对象集合就是节点），还需要有操作方法：增删改查遍历。（这里只实现增、删、遍历方法）

• 图示

• 代码实现（包含遍历方法）

//2-1 创建单链表ADT:SingleLinkedList类,来管理这些节点
class SingleLinkedList{
    //带头节点的单链表
    private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");

    /*
     add方法
     1.因为是添加,所以要给我要添加的东西--->在形参提供节点
     2.因为是添加到结尾,所以要先找到结尾--->辅助变量temp,从head开始后移
     @param heroNode
     */
    public void add(HeroNode heroNode){
        //辅助变量
        HeroNode temp = head;

        //这是一种套路,先看是否到了结尾,再后移,形成一种循环
        while(true){
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = heroNode;
    }

    /*
     list方法
     遍历思想:完整思想--->从最小不间断的考虑到最大--->链表为0,1,2,3...n个节点分别要做什么
     */
    public void list(){
        //0个节点的情况
        if(head.next == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }

        //不为零的情况:这类情况可以统一考虑
        HeroNode temp = head.next;
        while(true){
            if (temp == null){
                break;
            }
            System.out.println(temp);
            temp = temp.next;
        }
    }

    /*
    delete方法
    1.删除要知道删除谁--->形参传入No
    2.delete方法要找到删除的结点--->遍历找到
        2.1找到结尾,返回
        2.2找到对应的No,返回
        2.3否则,继续
     */
    public void del(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;//JVM自动回收
            System.out.println("delete ok");
        }else{
            System.out.printf("要删除的结点%d不存在",no);
        }
    }
}

2、实现方式二：顺序添加节点

• 实现思路：找到要插入节点的插入位置最为关键

  • 用辅助变量temp来遍历链表，用布尔变量来标志是否找到插入位置
  • 循环的跳出条件是找到结尾：temp.next == null
  • 循环的进行条件是 插入节点的编号 > temp的编号
  • 找到的条件是 temp.next.no > heroNode.no
  • 已存在的条件是 temp.next.no == heroNode.no

• 注意

  • 因为是单链表，temp要保持在要插入节点的前一个位置，否则无法插入。（因为插入要用到插入的前一个节点，但是单链表无法表示前一个节点的信息）

• 代码实现

public void addByOrder(HeroNode heroNode){
        HeroNode temp = head;
        boolean isExist = false;

        while (temp.next != null){
            if (temp.next.no > heroNode.no){
                break;
            }else if(temp.next.no == heroNode.no){
                isExist = true;
                break;
            }

            temp = temp.next;
        }

        if (isExist){
            System.out.printf("准备插入的节点 %d 已存在\n",heroNode.no);
        }else {
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

3、删改的方法

• delete方法的实现

/*
    delete方法
    1.删除要知道删除谁--->形参传入No
    2.delete方法要找到删除的结点--->遍历找到
    3.因为是单链表,无法得到前一个节点的信息,所以要找到目标节点时,temp指向的是目标节点的前一个节点.
     */
public void delete(int no){
        if (head.next == null){
            System.out.println("单链表为空,无法删除");
            return;
        }

        HeroNode temp = head;
        boolean isFound = false;
        while(temp.next != null){

            if (temp.next.no == no){
                isFound = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }

        if (isFound){
            temp.next = temp.next.next;//JVM自动回收
            System.out.println("delete ok");
        }else{
            System.out.printf("要删除的结点%d不存在\n",no);
        }
    }

• update方法实现

/*
    修改节点信息:以编号为基准,修改名字和昵称
     */
    public void update(HeroNode newHeroNode){
        //先判断链表为空的情况,这样可以避免创建两个临时使用的变量
        if (head.next == null){
            System.out.println("链表为空,无法修改");
            return;
        }

        HeroNode temp = head.next;
        boolean isFound = false;
        while (temp != null){
            if (newHeroNode.no == temp.no){
                isFound = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }

        if (isFound){
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickName = newHeroNode.nickName;
        }else{
            System.out.printf("没有找到要修改的结点%d\n",newHeroNode.no);
        }
    }