链表的原理及java实现代码示例
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2023-12-17 11:23:52
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...
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
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
/**
* 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。
/**
* 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 。
/**
* 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
/**
* 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
/**
* 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
/**
* 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
/**
* 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。感兴趣的朋友可以继续参阅本站：
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