一:单向链表基本介绍
链表是一种数据结构,和数组同级。比如,java中我们使用的arraylist,其实现原理是数组。而linkedlist的实现原理就是链表了。链表在进行循环遍历时效率不高,但是插入和删除时优势明显。下面对单向链表做一个介绍。
单链表的概念
链表是最基本的数据结构,其存储的你原理图如下图所示
上面展示的是一个单链表的存储原理图,简单易懂,head为头节点,他不存放任何的数据,只是充当一个指向链表中真正存放数据的第一个节点的作用,而每个节点中都有一个next引用,指向下一个节点,就这样一节一节往下面记录,直到最后一个节点,其中的next指向null。
链表有很多种,比如单链表,双链表等等。我们就对单链表进行学习,其他的懂了原理其实是一样的。
单向链表是一种线性表,实际上是由节点(node)组成的,一个链表拥有不定数量的节点。其数据在内存中存储是不连续的,它存储的数据分散在内存中,每个结点只能也只有它能知道下一个结点的存储位置。由n各节点(node)组成单向链表,每一个node记录本node的数据及下一个node。向外暴露的只有一个头节点(head),我们对链表的所有操作,都是直接或者间接地通过其头节点来进行的。
上图中最左边的节点即为头结点(head),但是添加节点的顺序是从右向左的,添加的新节点会被作为新节点。最先添加的节点对下一节点的引用可以为空。引用是引用下一个节点而非下一个节点的对象。因为有着不断的引用,所以头节点就可以操作所有节点了。
下图描述了单向链表存储情况。存储是分散的,每一个节点只要记录下一节点,就把所有数据串了起来,形成了一个单向链表。
节点(node)是由一个需要储存的对象及对下一个节点的引用组成的。也就是说,节点拥有两个成员:储存的对象、对下一个节点的引用。下面图是具体的说明:
二、单项链表的实现
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package com.zjn.linkandqueue; /** * 自定义链表设计 * * @author zjn * */ public class mylink { node head = null ; // 头节点 /** * 链表中的节点,data代表节点的值,next是指向下一个节点的引用 * * @author zjn * */ class node { node next = null ; // 节点的引用,指向下一个节点 int data; // 节点的对象,即内容 public node( int data) { this .data = data; } } /** * 向链表中插入数据 * * @param d */ public void addnode( int d) { node newnode = new node(d); // 实例化一个节点 if (head == null ) { head = newnode; return ; } node tmp = head; while (tmp.next != null ) { tmp = tmp.next; } tmp.next = newnode; } /** * * @param index:删除第index个节点 * @return */ public boolean deletenode( int index) { if (index < 1 || index > length()) { return false ; } if (index == 1 ) { head = head.next; return true ; } int i = 1 ; node prenode = head; node curnode = prenode.next; while (curnode != null ) { if (i == index) { prenode.next = curnode.next; return true ; } prenode = curnode; curnode = curnode.next; i++; } return false ; } /** * * @return 返回节点长度 */ public int length() { int length = 0 ; node tmp = head; while (tmp != null ) { length++; tmp = tmp.next; } return length; } /** * 在不知道头指针的情况下删除指定节点 * * @param n * @return */ public boolean deletenode11(node n) { if (n == null || n.next == null ) return false ; int tmp = n.data; n.data = n.next.data; n.next.data = tmp; n.next = n.next.next; system.out.println( "删除成功!" ); return true ; } public void printlist() { node tmp = head; while (tmp != null ) { system.out.println(tmp.data); tmp = tmp.next; } } public static void main(string[] args) { mylink list = new mylink(); list.addnode( 5 ); list.addnode( 3 ); list.addnode( 1 ); list.addnode( 2 ); list.addnode( 55 ); list.addnode( 36 ); system.out.println( "linklength:" + list.length()); system.out.println( "head.data:" + list.head.data); list.printlist(); list.deletenode( 4 ); system.out.println( "after deletenode(4):" ); list.printlist(); } } |
三、链表相关的常用操作实现方法
1. 链表反转
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/** * 链表反转 * * @param head * @return */ public node reverseiteratively(node head) { node preversedhead = head; node pnode = head; node pprev = null ; while (pnode != null ) { node pnext = pnode.next; if (pnext == null ) { preversedhead = pnode; } pnode.next = pprev; pprev = pnode; pnode = pnext; } this .head = preversedhead; return this .head; } |
2. 查找单链表的中间节点
采用快慢指针的方式查找单链表的中间节点,快指针一次走两步,慢指针一次走一步,当快指针走完时,慢指针刚好到达中间节点。
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/** * 查找单链表的中间节点 * * @param head * @return */ public node searchmid(node head) { node p = this .head, q = this .head; while (p != null && p.next != null && p.next.next != null ) { p = p.next.next; q = q.next; } system.out.println( "mid:" + q.data); return q; } |
3. 查找倒数第k个元素
采用两个指针p1,p2,p1先前移k步,然后p1、p2同时移动,当p1移动到尾部时,p2所指位置的元素即倒数第k个元素 。
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/** * 查找倒数 第k个元素 * * @param head * @param k * @return */ public node findelem(node head, int k) { if (k < 1 || k > this .length()) { return null ; } node p1 = head; node p2 = head; for ( int i = 0 ; i < k; i++) // 前移k步 p1 = p1.next; while (p1 != null ) { p1 = p1.next; p2 = p2.next; } return p2; } |
4. 对链表进行排序
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/** * 排序 * * @return */ public node orderlist() { node nextnode = null ; int tmp = 0 ; node curnode = head; while (curnode.next != null ) { nextnode = curnode.next; while (nextnode != null ) { if (curnode.data > nextnode.data) { tmp = curnode.data; curnode.data = nextnode.data; nextnode.data = tmp; } nextnode = nextnode.next; } curnode = curnode.next; } return head; } |
5. 删除链表中的重复节点
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/** * 删除重复节点 */ public void deleteduplecate(node head) { node p = head; while (p != null ) { node q = p; while (q.next != null ) { if (p.data == q.next.data) { q.next = q.next.next; } else q = q.next; } p = p.next; } } |
6. 从尾到头输出单链表,采用递归方式实现
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/** * 从尾到头输出单链表,采用递归方式实现 * * @param plisthead */ public void printlistreversely(node plisthead) { if (plisthead != null ) { printlistreversely(plisthead.next); system.out.println( "printlistreversely:" + plisthead.data); } } |
7. 判断链表是否有环,有环情况下找出环的入口节点
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/** * 判断链表是否有环,单向链表有环时,尾节点相同 * * @param head * @return */ public boolean isloop(node head) { node fast = head, slow = head; if (fast == null ) { return false ; } while (fast != null && fast.next != null ) { fast = fast.next.next; slow = slow.next; if (fast == slow) { system.out.println( "该链表有环" ); return true ; } } return !(fast == null || fast.next == null ); } /** * 找出链表环的入口 * * @param head * @return */ public node findloopport(node head) { node fast = head, slow = head; while (fast != null && fast.next != null ) { slow = slow.next; fast = fast.next.next; if (slow == fast) break ; } if (fast == null || fast.next == null ) return null ; slow = head; while (slow != fast) { slow = slow.next; fast = fast.next; } return slow; } |
总结
以上就是本文关于链表的原理及java实现代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。如有不足之处,欢迎留言指出。
原文链接:http://blog.csdn.net/jianyuerensheng/article/details/51200274