链表（Linked List）介绍

• 链表是有序的列表，但是它在内存中的存储如下：
  
• 链表是以节点的方式来存储
• 每个节点包含data域，next域：指向下一个节点
• 如上图，发现链表的各个节点不一定是连续存储
• 链表分带头节点的链表和没有头结点的链表，根据实际的需求来确定

单链表(带头结点) 逻辑结构示意图如下

单链表的应用实例

使用带head头的单向链表实现 –水浒英雄排行榜管理
1）完成对水浒英雄人物的增删改查操作
2）第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部
3）第二种方式在添加英雄时，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)

代码实现

public class SingleLinkedListDemo {

public static void main(String[] args) {
//进行测试，先创建节点
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");

//创建一个链表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

//加入
/*singleLinkedList.add(hero1);
singleLinkedList.add(hero2);
singleLinkedList.add(hero3);
singleLinkedList.add(hero4);*/

//加入按照编号的顺序
singleLinkedList.addbyorder(hero3);
singleLinkedList.addbyorder(hero1);
singleLinkedList.addbyorder(hero4);
singleLinkedList.addbyorder(hero2);
singleLinkedList.addbyorder(hero2);

//修改前显示一下
singleLinkedList.list();

//测试修改节点的代码
HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "麒麟");
singleLinkedList.updata(newHeroNode);

//显示
System.out.println("修改后的链表情况");
singleLinkedList.list();

//删除一个节点
singleLinkedList.delete(1);
System.out.println("删除链表情况");
singleLinkedList.list();
}
}

//定义SingleLinkList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList{
//初始化一个头结点，头结点不要动,不存放具体的数据
private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

//添加节点到单向链表
//思路：当不考虑编号顺序时
//1.找到当前链表的最后节点
//2.将最后这个节点的next 指向新的节点
public void add(HeroNode heroNode) {

//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量遍历temp
HeroNode 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temp后移
temp = temp.next;
}
//当退出while循环时，就指向了链表的最后
//将最后这个节点的next 指向 新的节点
temp.next = heroNode;
}

//第二种方式在添加英雄时，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) {
//因为头结点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助我们找到添加的位置
//因为单链表，因此我们找到temp是位于添加位置的前一个节点，否则插入失败
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;
while(true){
if(temp.next == null){//说明temp已经在最后
break;
}
if (temp.next.no > heroNode.no) {//位置找到，就在temp的后面插入
break;
} else if(temp.next.no == heroNode.no){//说明希望添加的编号已经存在
flag = true;//说明编号存在
break;
}
temp = temp.next;//后移，遍历当前链表
}
//判断flag的值
if (flag) {//不能添加，说明编号存在
System.out.printf("准备插入的英雄编号%d已经存在了，不能添加\n",heroNode.no);
} else {
//插入到链表中，temp的后面
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}

//修改节点的信息，不能修改no
//1.根据newHeroNode 的 no来修改即可
public void updata(HeroNode newHeroNode) {
//判断是否为空
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
HeroNode 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);
}
}

//删除节点思路
//1.head不能动，因此我们需要一个temp的辅助节点找到待删除节点的前一个节点
//2.说明我们在比较时，是temp.next.no 和 需要删除节点的比较
public void delete(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//标志是否找到删除节点
while (true){
if (temp.next == null) {//已经找到链表的最后
break;
}
if (temp.next.no == no) {
//找到了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;
}else {
System.out.printf("要删除的节点%d不存在\n",no);
}
}

//显示链表【遍历】
public void list() {
//判断链表是否为空
if(head.next == null){
return;
}
//因为头结点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
HeroNode temp = head.next;
while(true){
//判断是否到链表最后
if(temp == null){
break;
}
//输出节点信息
System.out.println(temp);
//将temp后移
temp = temp.next;
}
}
}

//定义一个HeroNode，每个HeroNode 对象就是一个节点
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next;

//构造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//为了显示方便，重写toString

public String toString() {
return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname="
+ nickname  + "]";
}

}

运行截图

思路都在代码块里

单链表常见面试题

1. 求单链表中

有效节点的个数

//求单链表中有效节点的个数(如果是带头结点的链表，需要不统计头结点)
/**
* @param head 链表的头结点
* @return 返回的就是有效节点的个数
* */
public static int getLength(HeroNode head) {
if (head.next == null) {
return 0;
}
int length = 0;
//定义一个辅助变量
HeroNode cur = head.next;
while (cur != null) {
length++;
cur = cur.next;//遍历
}
return length;
}

测试代码

//测试求单链表中有效节点的个数
System.out.println("有效节点的个数为"+getLength(singleLinkedList.getHead()));

1. 查找单链表中倒数第k个节点

思路如下

• 编写一个方法，接收head节点，同时接收一个index
• index 表示是倒数第index个节点
• 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总长度getLength
• 得到 size 后，我们从链表第一个开始遍历（size-index）个，就可以得到
• 如果找到了，则返回该节点，否侧返回null

//查找单链表中的倒数第k个节点【新浪面试题】
public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head,int index) {
//判断，如果链表为空，返回null
if (head.next == null) {
System.out.println("");
return null;//没有找到
}
//第一次遍历得到链表的长度
int size = getLength(head);
//第二次遍历到 size-index 位置，就是我们倒数的第k个节点
//先做一个index的校验
if(index <= 0 || index > size){
return null;
}
//定义一个辅助变量,for循环定位到倒数的index
HeroNode cur = head.next;
for (int i = 0; i < size - index; i++) {
cur = cur.next;
}
return cur;
}

测试代码

HeroNode res = findLastIndexNode(aingleLinkedList.getHead(),3);
System.out.println("res=" + res);