单链表的应用实例-单链表的增删改查（单链表反转，寻求有效节点个数，逆序打印等）

超、凢脫俗 2023-05-22 10:22 41阅读 0赞

## 1.链表(Linked List)介绍 ##

链表是有序的列表，但是它在内存中是存储如下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzU5OTM3Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

1.  链表是以节点的方式来存储, 是链式存储
2.  每个节点包含 data 域， next 域：指向下一个节点.
3.  如图：发现 链表的各个节点不一定是连续存储.
4.  链表分 带头节点的链表和 没有头节点的链表，根据实际的需求来确定

## 2.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完成对英雄人物的增删改查操作  
直接上代码

package com.atguigu.linkedlist;
    
    import java.util.Stack;
    
    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");
    		
    		//创建要给链表
    		SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
    		
    		
    		//加入
    		singleLinkedList.add(hero1);
    		singleLinkedList.add(hero4);
    		singleLinkedList.add(hero2);
    		singleLinkedList.add(hero3);
    
    		// 测试一下单链表的反转功能
    		System.out.println("原来链表的情况~~");
    		singleLinkedList.list();
    		
    //		System.out.println("反转单链表~~");
    //		reversetList(singleLinkedList.getHead());
    //		singleLinkedList.list();
    		
    		System.out.println("测试逆序打印单链表, 没有改变链表的结构~~");
    		reversePrint(singleLinkedList.getHead());
    		
    /*		
    		//加入按照编号的顺序
    		singleLinkedList.addByOrder(hero1);
    		singleLinkedList.addByOrder(hero4);
    		singleLinkedList.addByOrder(hero2);
    		singleLinkedList.addByOrder(hero3);
    		
    		//显示一把
    		singleLinkedList.list();
    		
    		//测试修改节点的代码
    		HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");
    		singleLinkedList.update(newHeroNode);
    		
    		System.out.println("修改后的链表情况~~");
    		singleLinkedList.list();
    		
    		//删除一个节点
    		singleLinkedList.del(1);
    		singleLinkedList.del(4);
    		System.out.println("删除后的链表情况~~");
    		singleLinkedList.list();
    		
    		//测试一下 求单链表中有效节点的个数
    		System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//2
    		
    		//测试一下看看是否得到了倒数第K个节点
    		HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3);
    		System.out.println("res=" + res);
    */		
    		
    	}
    	
    	//方式2：
    	//可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果
    	public static void reversePrint(HeroNode head) {
    		if(head.next == null) {
    			return;//空链表，不能打印
    		}
    		//创建要给一个栈，将各个节点压入栈
    		Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
    		HeroNode cur = head.next;
    		//将链表的所有节点压入栈
    		while(cur != null) {
    			stack.push(cur);
    			cur = cur.next; //cur后移，这样就可以压入下一个节点
    		}
    		//将栈中的节点进行打印,pop 出栈
    		while (stack.size() > 0) {
    			System.out.println(stack.pop()); //stack的特点是先进后出
    		}
    	}
    	
    	//将单链表反转
    	public static void reversetList(HeroNode head) {
    		//如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回
    		if(head.next == null || head.next.next == null) {
    			return ;
    		}
    		
    		//定义一个辅助的指针(变量)，帮助我们遍历原来的链表
    		HeroNode cur = head.next;
    		HeroNode next = null;// 指向当前节点[cur]的下一个节点
    		HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
    		//遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead 的最前端
    		//动脑筋
    		while(cur != null) { 
    			next = cur.next;//先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用
    			cur.next = reverseHead.next;//将cur的下一个节点指向新的链表的最前端
    			reverseHead.next = cur; //将cur 连接到新的链表上
    			cur = next;//让cur后移
    		}
    		//将head.next 指向 reverseHead.next , 实现单链表的反转
    		head.next = reverseHead.next;
    	}
    	
    	//查找单链表中的倒数第k个结点 【新浪面试题】
    	//思路
    	//1. 编写一个方法，接收head节点，同时接收一个index 
    	//2. index 表示是倒数第index个节点
    	//3. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength
    	//4. 得到size 后，我们从链表的第一个开始遍历 (size-index)个，就可以得到
    	//5. 如果找到了，则返回该节点，否则返回nulll
    	public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
    		//判断如果链表为空，返回null
    		if(head.next == null) {
    			return null;//没有找到
    		}
    		//第一个遍历得到链表的长度(节点个数)
    		int size = getLength(head);
    		//第二次遍历  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; 
    		}
    		//定义给辅助变量， for 循环定位到倒数的index
    		HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
    		for(int i =0; i< size - index; i++) {
    			cur = cur.next;
    		}
    		return cur;
    		
    	}
    	
    	//方法：获取到单链表的节点的个数(如果是带头结点的链表，需求不统计头节点)
    	/**
    	 * 
    	 * @param head 链表的头节点
    	 * @return 返回的就是有效节点的个数
    	 */
    	public static int getLength(HeroNode head) {
    		if(head.next == null) { //空链表
    			return 0;
    		}
    		int length = 0;
    		//定义一个辅助的变量, 这里我们没有统计头节点
    		HeroNode cur = head.next;
    		while(cur != null) {
    			length++;
    			cur = cur.next; //遍历
    		}
    		return length;
    	}
    
    }
    
    
    //定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
    class SingleLinkedList {
    	//先初始化一个头节点, 头节点不要动, 不存放具体的数据
    	private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
    	
    	
    	//返回头节点
    	public HeroNode getHead() {
    		return head;
    	}
    
    	//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, 将将temp后移
    			temp = temp.next;
    		}
    		//当退出while循环时，temp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) {
    		//因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
    		//因为单链表，因为我们找的temp 是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了
    		HeroNode temp = head;
    		boolean flag = false; // flag标志添加的编号是否存在，默认为false
    		while(true) {
    			if(temp.next == null) {//说明temp已经在链表的最后
    				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heroNode的编号已然存在
    				
    				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("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了, 不能加入\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, 根据no编号来修改，即no编号不能改.
    	//说明
    	//1. 根据 newHeroNode 的 no 来修改即可
    	public void update(HeroNode newHeroNode) {
    		//判断是否空
    		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  需要删除的节点的no比较
    	public void del(int no) {
    		HeroNode temp = head;
    		boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的
    		while(true) {
    			if(temp.next == null) { //已经到链表的最后
    				break;
    			}
    			if(temp.next.no == no) {
    				//找到的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 %d 节点不存在\n", no);
    		}
    	}
    	
    	//显示链表[遍历]
    	public void list() {
    		//判断链表是否为空
    		if(head.next == null) {
    			System.out.println("链表为空");
    			return;
    		}
    		//因为头节点，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;
    			}
    			//输出节点的信息
    			System.out.println(temp);
    			//将temp后移， 一定小心
    			temp = temp.next;
    		}
    	}
    }
    
    //定义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; //指向下一个节点
    	//构造器
    	public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
    		this.no = no;
    		this.name = name;
    		this.nickname = nickname;
    	}
    	//为了显示方法，我们重新toString
    	@Override
    	public String toString() {
    		return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
    	}
    	
    }

备注：  
参考资料：https://www.bilibili.com/video/BV1E4411H73v?p=24

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