看不懂的数据结构-链表深度刨析

欧克!欧克!小刘今天带大家来学习一下链表 ,你要是学不会,你来捶我

看不懂的数据结构-链表深度刨析

看不懂的数据结构-链表深度刨析

1、链表(Linked List)介绍

1.1、内存结构

  • 内存上来看:链表存储空间 不连续(不像数组)

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1.2、逻辑结构

  • 逻辑上来看:链表属于 线性结构

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1.3、链表特点

  • 链表是以节点的方式来存储,是 链式存储
  • data 域存放数据,next 域 指向下一个节点
  • 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、链表应用场景

2.1、水浒英雄榜

  • 使用带 head 头的 单向链表实现【水浒英雄排行榜管理】

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2.2、链表节点定义

  • no :英雄编号
  • name :英雄名字
  • nickName :英雄昵称
  • next :指向下一个 HeroNode 节点

class HeroNode {
	public int no;
	public String name;
	public String nickName;
	public HeroNode next;

	public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickName = nickname;
	}

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

}

2.3、链表定义

  • DummyHead : 头结点不存放数据,仅仅作为当前链表的入口
  • head 字段的值不能改变,一旦改变,就 丢失了整个链表的入口,我们也就无法通过 head 找到链表了

class SingleLinkedList {

	private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

	public HeroNode getHead() {
		return head;
	}

2.4、遍历链表

2.4.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 何时遍历完成? temp == null 表明当前节点为 null ,即表示已到链表末尾
  • 如何遍历? temp = temp.next ,每次输出当前节点信息之后,temp 指针后移

2.4.2、代码实现

  • 遍历链表

public void list() {

	if (head.next == null) {
		System.out.println("链表为空");
		return;
	}

	HeroNode temp = head.next;
	while (true) {

		if (temp == null) {
			break;
		}

		System.out.println(temp);

		temp = temp.next;
	}
}

2.5、尾部插入

2.5.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 如何在链表末尾插入节点?
    • 首先需要遍历链表,找到链表最后一个节点,当 temp.next == null时,temp 节点指向链表最后一个节点
    • 然后在 temp 节点之后插入节点即可: *temp.next = heroNode

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2.5.2、代码实现

  • 在链表尾部插入节点

public void add(HeroNode heroNode) {

    HeroNode temp = head;

    while (true) {

        if (temp.next == null) {
            break;
        }

        temp = temp.next;
    }

    temp.next = heroNode;
}
  • 测试代码
	public static void main(String[] args) {

		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");

		SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

		singleLinkedList.add(hero1);
		singleLinkedList.add(hero2);
		singleLinkedList.add(hero3);
		singleLinkedList.add(hero4);

		singleLinkedList.list();
	}
  • 程序运行结果
HeroNode [no=1, name=宋江, nickName=及时雨]
HeroNode [no=2, name=卢俊义, nickName=玉麒麟]
HeroNode [no=3, name=吴用, nickName=智多星]
HeroNode [no=4, name=林冲, nickName=豹子头]

2.6、按顺序插入

2.6.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 应该如何执行插入?(待插入节点为 heroNode)
    • 首先需要遍历链表,找到链表中编号值比 heroNode.no 大的节点,暂且叫它 biggerNode ,然后把 heroNode 插入到 biggerNode 之前即可
    • 怎么找 biggerNode ?当 temp.next.no > heroNode.no 时,这时 temp.next 节点就是 biggerNode 节点。
    • 为什么是 temp.next 节点?只有找到 temp 节点和 temp.next(biggerNode )节点,才能在 temp 节点和 temp.next 节点之间插入 heroNode 节点
    • 怎么插入?
      • heroNode .next = temp.next;
      • temp.next = heroNode;

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2.6.2、代码实现

  • 按照英雄排名的顺序进行插入

public void addByOrder(HeroNode heroNode) {

    HeroNode temp = head;
    boolean flag = false;
    while (true) {
        if (temp.next == null) {
            break;
        }
        if (temp.next.no > heroNode.no) {
            break;
        } else if (temp.next.no == heroNode.no) {

            flag = true;
            break;
        }
        temp = temp.next;
    }

    if (flag) {
        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 {

        heroNode.next = temp.next;
        temp.next = heroNode;
    }
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.addByOrder(hero1);
    singleLinkedList.addByOrder(hero4);
    singleLinkedList.addByOrder(hero2);
    singleLinkedList.addByOrder(hero3);

    singleLinkedList.list();
}
  • 程序运行结果
HeroNode [no=1, name=宋江, nickName=及时雨]
HeroNode [no=2, name=卢俊义, nickName=玉麒麟]
HeroNode [no=3, name=吴用, nickName=智多星]
HeroNode [no=4, name=林冲, nickName=豹子头]

2.7、修改节点信息

2.7.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 如何找到指定节点? *temp.no = newHeroNode.no

2.7.2、代码实现

  • 修改指定节点信息

public void update(HeroNode newHeroNode) {

    if (head.next == null) {
        System.out.println("链表为空~");
        return;
    }

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

            flag = true;
            break;
        }
        temp = temp.next;
    }

    if (flag) {
        temp.name = newHeroNode.name;
        temp.nickName = newHeroNode.nickName;
    } else {
        System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点,不能修改\n", newHeroNode.no);
    }
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.addByOrder(hero1);
    singleLinkedList.addByOrder(hero4);
    singleLinkedList.addByOrder(hero2);
    singleLinkedList.addByOrder(hero3);

    HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");
    singleLinkedList.update(newHeroNode);

    singleLinkedList.list();
}
  • 程序运行结果
HeroNode [no=1, name=宋江, nickName=及时雨]
HeroNode [no=2, name=小卢, nickName=玉麒麟~~]
HeroNode [no=3, name=吴用, nickName=智多星]
HeroNode [no=4, name=林冲, nickName=豹子头]

2.8、删除节点

2.8.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 如何找到待删除的节点?遍历链表,当 temp.next == no 时,temp.next 节点就是待删除的节点
  • 如何删除? temp = temp.next.next 即可删除 temp.next 节点,该节点没有引用指向它,会被垃圾回收机制回收

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2.8.2、代码实现

  • 删除指定节点

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;
    } else {
        System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
    }
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);
    singleLinkedList.add(hero4);

    singleLinkedList.del(1);
    singleLinkedList.del(4);

    singleLinkedList.list();
}
  • 程序运行结果
HeroNode [no=2, name=卢俊义, nickName=玉麒麟]
HeroNode [no=3, name=吴用, nickName=智多星]

2.9、总结

  • 遍历链表,执行操作时,判断条件有时候是 temp ,有时候是 temp.next ,Why?
    • 对于插入、删除节点来说,需要知道 当前待操作的节点(heroNode)前一个节点的地址(指针),如果直接定位至当前待操作的节点 heroNode ,那没得玩。。。因为不知道heroNode 前一个节点的地址,无法进行插入、删除操作,所以 while 循环中的条件使用 temp.next 进行判断
    • 对于更新、遍历操作来说,我需要的仅仅就只是当前节点的信息,所以 while 循环中的条件使用 temp进行判断
  • 头结点与首节点
    • 参考资料:https://blog.csdn.net/WYpersist/article/details/80288056
    • 头结点是为了操作的统一与方便而设立的,放在第一个元素结点之前,其数据域一般无意义(当然有些情况下也可存放链表的长度、用做监视哨等等)。
    • 首元结点也就是第一个元素的结点,它是头结点后边的第一个结点。

3、单链表面试题

3.1、求单链表中有效节点的个数

3.1.1、代码思路

  • 求单链表中有效节点的个数:遍历即可

3.1.2、代码实现

  • 求单链表中有效节点的个数

public static int getLength(HeroNode head) {
	if (head.next == null) {
		return 0;
	}
	int length = 0;

	HeroNode cur = head.next;
	while (cur != null) {
		length++;
		cur = cur.next;
	}
	return length;
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);
    singleLinkedList.add(hero4);

    singleLinkedList.list();

    System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));
}
  • 程序运行结果
HeroNode [no=1, name=宋江, nickName=及时雨]
HeroNode [no=2, name=卢俊义, nickName=玉麒麟]
HeroNode [no=3, name=吴用, nickName=智多星]
HeroNode [no=4, name=林冲, nickName=豹子头]
有效的节点个数=4

3.2、查找单链表中的倒数第 k 个结点

3.2.1、代码思路

  • 查找单链表中的倒数第k个结点 【新浪面试题】
    • 首先,获取整个链表中元素的个数 size
    • 在使用 for 循环定位至倒数第 index(形参) 个节点,返回即可
    • for 循环的条件应如何确定?for (int i = 0; i < x; i++) 中 x 的值应是多少?我们需要定位至倒数第 index 个节点,在 for 循环之前,我们已经定位置首节点,还需再走 (size - index ) 步,定位至倒数第 index 个节点
    • 举例说明:链表中一共有 4 个元素,想要定位至倒数第 2 个节点,那么需要在首节点之后走两步,到达倒数第 2 个节点

3.2.2、代码实现

  • 查找单链表中的倒数第k个结点

public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {

    if (head.next == null) {
        return null;
    }

    int size = getLength(head);

    if (index  0 || index > size) {
        return null;
    }

    HeroNode cur = head.next;
    for (int i = 0; i < size - index; i++) {
        cur = cur.next;
    }
    return cur;
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);
    singleLinkedList.add(hero4);

    singleLinkedList.list();

    HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 2);
    System.out.println("res=" + res);

}
  • 程序运行结果
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
res=HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]

3.3、单链表的反转

3.3.1、代码思路

  • 单链表的反转【腾讯面试题,有点难度】
    • 定义一个新的头结点 reverseHead ,一点一点将链表反转后,再串起来
    • 怎么个串法?
      • 在原链表中每读取一个节点(cur),先保存其下一个节点的地址(next),然后将 cur 节点放在新链表的最前面
      • 然后执行遍历: cur = next ,即指针后移
      • 遍历完成后,新链表即是反转后的链表
    • 如何将 cur 节点插入在新链表的最前面
      • cur.next = reverseHead.next;
      • reverseHead.next = cur;
    • while 循环终止条件? cur == null :已遍历至链表尾部
  • 单链表的翻转可以参考我的这篇博文:https://blog.csdn.net/oneby1314/article/details/107577923

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3.3.2、代码实现

  • 单链表的反转

public static void reversetList(HeroNode head) {

    if (head.next == null || head.next.next == null) {
        return;
    }

    HeroNode cur = head.next;
    HeroNode next = null;
    HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");

    while (cur != null) {
        next = cur.next;
        cur.next = reverseHead.next;
        reverseHead.next = cur;
        cur = next;
    }

    head.next = reverseHead.next;
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);
    singleLinkedList.add(hero4);

    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();
}
  • 程序运行结果
&#x539F;&#x6765;&#x94FE;&#x8868;&#x7684;&#x60C5;&#x51B5;~~
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
&#x53CD;&#x8F6C;&#x5355;&#x94FE;&#x8868;~~
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]

3.4、单链表的反转(我的代码)

3.4.1、代码思路

  • 单链表的反转【腾讯面试题,有点难度】
    • 原链表为 cur 指向 next ,反转链表不就是把 next 指向 cur 吗?
    • 由于 next 指向 cur 时,next 将 丢失其下一节点的地址,所以需要先将 nnext 保存起来
    • next ==null 时链表已经反转完毕,最后将头结点指向 cur 节点即可

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3.4.2、代码实现

  • 单链表的反转

public static void myReversetList(HeroNode head) {

    if (head.next == null || head.next.next == null) {
        return;
    }

    HeroNode cur = head.next;

    HeroNode next = cur.next;

    cur.next = null;

    while (next != null) {

        HeroNode nnext = next.next;

        next.next = cur;

        cur = next;
        next = nnext;
    }

    head.next = cur;
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);
    singleLinkedList.add(hero4);

    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();
}
  • 程序运行结果
&#x539F;&#x6765;&#x94FE;&#x8868;&#x7684;&#x60C5;&#x51B5;~~
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
&#x53CD;&#x8F6C;&#x5355;&#x94FE;&#x8868;~~
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]

3.5、从尾到头打印单链表

3.5.1、栈的基本使用

  • 测试代码
public static void main(String[] args) {
    Stack<String> stack = new Stack();

    stack.add("jack");
    stack.add("tom");
    stack.add("smith");

    while (stack.size() > 0) {
        System.out.println(stack.pop());
    }
}
  • 程序运行结果
smith
tom
jack

3.5.2、代码思路

  • 从尾到头打印单链表 【百度,要求方式1:反向遍历 。 方式2:Stack栈】
    • 方式一:先将单链表进行反转操作,然后再遍历输出,问题: 破坏原链表结构,不可取
    • 方式二:遍历链表,去除节点压入栈中,利用栈 先进后出的特点,实现逆序打印

看不懂的数据结构-链表深度刨析

3.5.3、代码实现

  • 从尾到头打印单链表

public static void reversePrint(HeroNode head) {
    if (head.next == null) {
        return;
    }

    Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
    HeroNode cur = head.next;

    while (cur != null) {
        stack.push(cur);
        cur = cur.next;
    }

    while (stack.size() > 0) {
        System.out.println(stack.pop());
    }
}
  • 测试代码
public static void main(String[] args) {

    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");

    SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

    singleLinkedList.add(hero1);
    singleLinkedList.add(hero2);
    singleLinkedList.add(hero3);
    singleLinkedList.add(hero4);

    System.out.println("原来链表的情况~~");
    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());
}
  • 程序运行结果
&#x539F;&#x6765;&#x94FE;&#x8868;&#x7684;&#x60C5;&#x51B5;~~
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
&#x6D4B;&#x8BD5;&#x9006;&#x5E8F;&#x6253;&#x5370;&#x5355;&#x94FE;&#x8868;, &#x6CA1;&#x6709;&#x6539;&#x53D8;&#x94FE;&#x8868;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;~~
HeroNode [no=4, name=&#x6797;&#x51B2;, nickName=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickName=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickName=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickName=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]

3.6、合并两个有序的单链表

3.6.1、代码思路

  • 合并两个有序的单链表,合并之后的链表依然有序【课后练习】

3.6.2、代码实现

3.7、单向链表所有代码

public class SingleLinkedListDemo {

	public static void main(String[] args) {

		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");

		SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

		singleLinkedList.add(hero1);
		singleLinkedList.add(hero4);
		singleLinkedList.add(hero2);
		singleLinkedList.add(hero3);

		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());

		singleLinkedList.addByOrder(hero1);
		singleLinkedList.addByOrder(hero4);
		singleLinkedList.addByOrder(hero2);
		singleLinkedList.addByOrder(hero3);

		singleLinkedList.list();

		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();

		singleLinkedList.del(1);
		singleLinkedList.del(4);
		System.out.println("删除后的链表情况~~");
		singleLinkedList.list();

		System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));

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

	}

	public static void reversePrint(HeroNode head) {
		if (head.next == null) {
			return;
		}

		Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
		HeroNode cur = head.next;

		while (cur != null) {
			stack.push(cur);
			cur = cur.next;
		}

		while (stack.size() > 0) {
			System.out.println(stack.pop());
		}
	}

	public static void reversetList(HeroNode head) {

		if (head.next == null || head.next.next == null) {
			return;
		}

		HeroNode cur = head.next;
		HeroNode next = null;
		HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");

		while (cur != null) {
			next = cur.next;
			cur.next = reverseHead.next;
			reverseHead.next = cur;
			cur = next;
		}

		head.next = reverseHead.next;
	}

	public static void myReversetList(HeroNode head) {

		if (head.next == null || head.next.next == null) {
			return;
		}

		HeroNode cur = head.next;

		HeroNode next = cur.next;

		cur.next = null;

		while (next != null) {

			HeroNode nnext = next.next;

			next.next = cur;

			cur = next;
			next = nnext;
		}

		head.next = cur;
	}

	public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {

		if (head.next == null) {
			return null;
		}

		int size = getLength(head);

		if (index  0 || index > size) {
			return null;
		}

		HeroNode cur = head.next;
		for (int i = 0; i < size - index; i++) {
			cur = cur.next;
		}
		return cur;

	}

	public static int getLength(HeroNode head) {
		if (head.next == null) {
			return 0;
		}
		int length = 0;

		HeroNode cur = head.next;
		while (cur != null) {
			length++;
			cur = cur.next;
		}
		return length;
	}

}

class SingleLinkedList {

	private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

	public HeroNode getHead() {
		return head;
	}

	public void add(HeroNode heroNode) {

		HeroNode temp = head;

		while (true) {

			if (temp.next == null) {
				break;
			}

			temp = temp.next;
		}

		temp.next = heroNode;
	}

	public void addByOrder(HeroNode heroNode) {

		HeroNode temp = head;
		boolean flag = false;
		while (true) {
			if (temp.next == null) {
				break;
			}
			if (temp.next.no > heroNode.no) {
				break;
			} else if (temp.next.no == heroNode.no) {

				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}

		if (flag) {
			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 {

			heroNode.next = temp.next;
			temp.next = heroNode;
		}
	}

	public void update(HeroNode newHeroNode) {

		if (head.next == null) {
			System.out.println("链表为空~");
			return;
		}

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

				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}

		if (flag) {
			temp.name = newHeroNode.name;
			temp.nickName = newHeroNode.nickName;
		} else {
			System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点,不能修改\n", newHeroNode.no);
		}
	}

	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;
		} else {
			System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
		}
	}

	public void list() {

		if (head.next == null) {
			System.out.println("链表为空");
			return;
		}

		HeroNode temp = head.next;
		while (true) {

			if (temp == null) {
				break;
			}

			System.out.println(temp);

			temp = temp.next;
		}
	}
}

class HeroNode {
	public int no;
	public String name;
	public String nickName;
	public HeroNode next;

	public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickName = nickname;
	}

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

}

4、双向链表

4.1、与单向链表的比较

  • 单向链表, 查找的方向只能是一个方向, 而双向链表可以向前或者向后查找
  • 单向链表不能自我删除, 需要靠辅助节点 , 而双向链表, 则可以 自我删除, 所以前面我们单链表删除时节点, 总是找到 temp ,temp 是待删除节点的 前一个节点(认真体会)

看不懂的数据结构-链表深度刨析

4.2、链表节点定义

  • 在单向链表节点的基础上,增加 pre ,用于指向前一个节点

class HeroNode {
	public int no;
	public String name;
	public String nickname;
	public HeroNode next;
	public HeroNode pre;

	public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickname = nickname;
	}

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

}

4.3、链表定义

  • 定义整个链表的头结点,作为链表的入口

class DoubleLinkedList {

	private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

	public HeroNode getHead() {
		return head;
	}

4.4、链表遍历

4.4.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点 ,用于遍历链表
  • 何时停止 while 循环? temp == null :已经遍历至链表尾部

4.4.2、代码实现


public void list() {

    if (head.next == null) {
        System.out.println("链表为空");
        return;
    }

    HeroNode temp = head.next;
    while (true) {

        if (temp == null) {
            break;
        }

        System.out.println(temp);

        temp = temp.next;
    }
}

4.5、尾部插入

4.5.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 何时停止 while 循环? temp.next == null :temp 节点已经是链表最后一个节点,在 temp 节点之后插入 heroNode 节点即可
  • 如何插入?
    • temp.next 指向新的尾节点 heroNode : temp.next = heroNode;
    • heroNode .pre 指向旧的尾节点 temp : *heroNode.pre = temp;

4.5.2、代码实现

  • 在链表尾部插入节点

public void add(HeroNode heroNode) {

    HeroNode temp = head;

    while (true) {

        if (temp.next == null) {
            break;
        }

        temp = temp.next;
    }

    temp.next = heroNode;
    heroNode.pre = temp;
}

4.6、按顺序插入

4.6.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 我们将 heroNode 节点插入到 temp 节点之后还是 temp 节点之前?
    • 如果插入到 temp 节点之后:
      • 判断条件: temp.next.no > heroNode.no ,即 temp 的下一个节点的值比 heroNode 节点的值大,所以需要将 heroNode 插入到 temp 节点之后
    • while 循环终止条件:
      • temp.next == null :temp 节点已经是链表的尾节点
      • temp.next.no > heroNode.no :heroNode 节点的值介于 temp 节点的值和 temp 下一个节点的值之间
      • temp.next.no == heroNode.no :heroNode 节点的值等于 temp 下一个节点的值,不能进行插入 看不懂的数据结构-链表深度刨析
    • 如果插入到 temp 节点之前:
      • 判断条件: temp.no > heroNode.no ,即 temp 节点的值比 heroNode 节点的值大,所以需要将 heroNode 插入到 temp 节点之前
      • 存在的问题:如果需要在链表尾部插入 heroNode 节点,即需要在 null 节点之前插入 heroNode 节点, 定位至 null 节点将丢失其前一个节点的信息(除非使用一个变量保存起来),所以跳出循环的判断条件为:temp.next == null
      • 所以我们选取:【插入到 temp 节点之后】方案

4.6.2、代码实现

  • 代码

public void addByOrder(HeroNode heroNode) {

    HeroNode temp = head;
    boolean flag = false;
    while (true) {
        if (temp.next == null) {
            break;
        }
        if (temp.next.no > heroNode.no) {
            break;
        } else if (temp.next.no == heroNode.no) {
            flag = true;
            break;
        }
        temp = temp.next;
    }

    if (flag) {
        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 {

        heroNode.next = temp.next;
        if(temp.next != null) {
            temp.next.pre = heroNode;
        }

        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }
}

4.7、修改节点信息

4.7.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 如何找到指定节点? *temp.no == no

4.7.2、代码实现

  • 修改指定节点的信息

public void update(HeroNode newHeroNode) {

    if (head.next == null) {
        System.out.println("链表为空~");
        return;
    }

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

            flag = true;
            break;
        }
        temp = temp.next;
    }

    if (flag) {
        temp.name = newHeroNode.name;
        temp.nickname = newHeroNode.nickname;
    } else {
        System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点,不能修改\n", newHeroNode.no);
    }
}

4.8、删除节点

4.8.1、代码思路

  • 定义辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • while 循环的终止条件?由于 temp 节点就是待删除节点,所以终止条件是: temp == null
  • 为何双向链表,可以实现 自我删除?定位至待删除的节点 temp ,由于temp 节点有其前一个节点和后一个节点的信息,所以可实现自我删除
  • 如何删除?
    • temp 的前一个节点的 next 域指向 temp 的后一个节点: temp.pre.next = temp.next;
    • temp 的后一个节点的 pre 域指向 temp 的前一个节点: temp.next.pre = temp.pre;
      • 有个地方需要注意,如果 temp 已经是链表尾节点,temp 已经没有下一个节点
      • 这时只需要将 temp 的前一个节点的 next 指向 null 即可
      • 所以 temp.next.pre = temp.pre; 执行的前提条件是 *temp.next != null

4.8.2、代码实现

  • 删除指定节点

public void del(int no) {

    if (head.next == null) {
        System.out.println("链表为空,无法删除");
        return;
    }

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

            flag = true;
            break;
        }
        temp = temp.next;
    }

    if (flag) {

        temp.pre.next = temp.next;

        if (temp.next != null) {
            temp.next.pre = temp.pre;
        }
    } else {
        System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
    }
}

4.9、双向链表测试

4.9.1、测试代码

public static void main(String[] args) {

    System.out.println("双向链表的测试");

    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(5, "林冲", "豹子头");

    DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
    doubleLinkedList.add(hero1);
    doubleLinkedList.add(hero2);
    doubleLinkedList.add(hero3);
    doubleLinkedList.add(hero4);

    doubleLinkedList.list();

    doubleLinkedList.addByOrder(new HeroNode(4, "Heygo", "Heygogo"));
    doubleLinkedList.addByOrder(new HeroNode(6, "Oneby", "Onebyone"));
    System.out.println("按顺序插入后的情况");
    doubleLinkedList.list();

    HeroNode newHeroNode = new HeroNode(5, "公孙胜", "入云龙");
    doubleLinkedList.update(newHeroNode);
    System.out.println("修改后的链表情况");
    doubleLinkedList.list();

    doubleLinkedList.del(3);
    System.out.println("删除后的链表情况~~");
    doubleLinkedList.list();
}

4.9.2、程序运行结果

&#x53CC;&#x5411;&#x94FE;&#x8868;&#x7684;&#x6D4B;&#x8BD5;
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickname=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickname=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickname=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=5, name=&#x6797;&#x51B2;, nickname=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
&#x6309;&#x987A;&#x5E8F;&#x63D2;&#x5165;&#x540E;&#x7684;&#x60C5;&#x51B5;
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickname=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickname=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickname=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=4, name=Heygo, nickname=Heygogo]
HeroNode [no=5, name=&#x6797;&#x51B2;, nickname=&#x8C79;&#x5B50;&#x5934;]
HeroNode [no=6, name=Oneby, nickname=Onebyone]
&#x4FEE;&#x6539;&#x540E;&#x7684;&#x94FE;&#x8868;&#x60C5;&#x51B5;
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickname=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickname=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=3, name=&#x5434;&#x7528;, nickname=&#x667A;&#x591A;&#x661F;]
HeroNode [no=4, name=Heygo, nickname=Heygogo]
HeroNode [no=5, name=&#x516C;&#x5B59;&#x80DC;, nickname=&#x5165;&#x4E91;&#x9F99;]
HeroNode [no=6, name=Oneby, nickname=Onebyone]
&#x5220;&#x9664;&#x540E;&#x7684;&#x94FE;&#x8868;&#x60C5;&#x51B5;~~
HeroNode [no=1, name=&#x5B8B;&#x6C5F;, nickname=&#x53CA;&#x65F6;&#x96E8;]
HeroNode [no=2, name=&#x5362;&#x4FCA;&#x4E49;, nickname=&#x7389;&#x9E92;&#x9E9F;]
HeroNode [no=4, name=Heygo, nickname=Heygogo]
HeroNode [no=5, name=&#x516C;&#x5B59;&#x80DC;, nickname=&#x5165;&#x4E91;&#x9F99;]
HeroNode [no=6, name=Oneby, nickname=Onebyone]

4.10、双向链表所有代码

public class DoubleLinkedListDemo {

	public static void main(String[] args) {

		System.out.println("双向链表的测试");

		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(5, "林冲", "豹子头");

		DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
		doubleLinkedList.add(hero1);
		doubleLinkedList.add(hero2);
		doubleLinkedList.add(hero3);
		doubleLinkedList.add(hero4);

		doubleLinkedList.list();

		doubleLinkedList.addByOrder(new HeroNode(0, "Kobe", "BlackMamba"));
		doubleLinkedList.addByOrder(new HeroNode(4, "Heygo", "Heygogo"));
		doubleLinkedList.addByOrder(new HeroNode(6, "Oneby", "Onebyone"));
		System.out.println("按顺序插入后的情况");
		doubleLinkedList.list();

		HeroNode newHeroNode = new HeroNode(5, "公孙胜", "入云龙");
		doubleLinkedList.update(newHeroNode);
		System.out.println("修改后的链表情况");
		doubleLinkedList.list();

		doubleLinkedList.del(3);
		System.out.println("删除后的链表情况~~");
		doubleLinkedList.list();
	}

}

class DoubleLinkedList {

	private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

	public HeroNode getHead() {
		return head;
	}

	public void list() {

		if (head.next == null) {
			System.out.println("链表为空");
			return;
		}

		HeroNode temp = head.next;
		while (true) {

			if (temp == null) {
				break;
			}

			System.out.println(temp);

			temp = temp.next;
		}
	}

	public void add(HeroNode heroNode) {

		HeroNode temp = head;

		while (true) {

			if (temp.next == null) {
				break;
			}

			temp = temp.next;
		}

		temp.next = heroNode;
		heroNode.pre = temp;
	}

	public void addByOrder(HeroNode heroNode) {

		HeroNode temp = head;
		boolean flag = false;
		while (true) {
			if (temp.next == null) {
				break;
			}
			if (temp.next.no > heroNode.no) {
				break;
			} else if (temp.next.no == heroNode.no) {
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}

		if (flag) {
			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 {

		 	heroNode.next = temp.next;
		 	if(temp.next != null) {
		 		temp.next.pre = heroNode;
		 	}

		 	temp.next = heroNode;
		 	heroNode.pre = temp;
		}
	}

	public void update(HeroNode newHeroNode) {

		if (head.next == null) {
			System.out.println("链表为空~");
			return;
		}

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

				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}

		if (flag) {
			temp.name = newHeroNode.name;
			temp.nickname = newHeroNode.nickname;
		} else {
			System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点,不能修改\n", newHeroNode.no);
		}
	}

	public void del(int no) {

		if (head.next == null) {
			System.out.println("链表为空,无法删除");
			return;
		}

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

				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}

		if (flag) {

			temp.pre.next = temp.next;

			if (temp.next != null) {
				temp.next.pre = temp.pre;
			}
		} else {
			System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
		}
	}

}

class HeroNode {
	public int no;
	public String name;
	public String nickname;
	public HeroNode next;
	public HeroNode pre;

	public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickname = nickname;
	}

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

}

4.11、总结

  • 辅助变量 temp ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 如果定位至当前节点会丢失前一个节点的信息,那么我们只能定位至待操作节点的前一个节点:使用 temp.next 进行条件判断

5、单向环形链表

5.1、单向环形链表应用场景

  • Josephu 问题为: 设编号为 1, 2, ... n 的 n 个人围坐一圈, 约定编号为 k(1

看不懂的数据结构-链表深度刨析

5.2、单向环形链表图解

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5.3、Josephu 问题

  • 用一个不带头结点的循环链表来处理 Josephu 问题: 先构成一个有 n 个结点的 单循环链表, 然后由 k 结点起从 1 开始计数, 计到 m 时, 对应结点从链表中删除, 然后再从被删除结点的下一个结点又从 1 开始计数, 直到最后一个结点从链表中删除算法结束。

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5.4、环形链表的构建与遍历

5.4.1、Boy 节点的定义

  • Boy 节点就是个普普通通的单向链表节点

class Boy {
	private int no;
	private Boy next;

	public Boy(int no) {
		this.no = no;
	}

	public int getNo() {
		return no;
	}

	public void setNo(int no) {
		this.no = no;
	}

	public Boy getNext() {
		return next;
	}

	public void setNext(Boy next) {
		this.next = next;
	}
}

5.4.2、单向循环链表的定义

  • first 节点为单向循环链表的 首节点,是真实 存放数据的节点,不是头结点

class CircleSingleLinkedList {

	private Boy first = null;

5.4.3、构建单向循环链表

1、代码思路
  • 长度为 1 的情况:
    • 新创建的 boy 节点即是首节点: first = boy;
    • 自封闭(自己构成环形链表): first.setNext(first);
    • 此时 first 节点既是首节点,也是尾节点,辅助指针也指向 first : curBoy = first;
  • 长度不为 1 的情况:
    • 将 boy 节点添加至环形链表的最后: curBoy.setNext(boy); ,curBoy 节点永远是环形链表的尾节点
    • 构成环形链表(最): boy.setNext(first);
    • 辅助指针后移,指向环形链表的尾节点: *curBoy = boy;

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2、代码实现

public void addBoy(int nums) {

    if (nums < 1) {
        System.out.println("nums的值不正确");
        return;
    }
    Boy curBoy = null;

    for (int i = 1; i  nums; i++) {

        Boy boy = new Boy(i);

        if (i == 1) {
            first = boy;
            first.setNext(first);
            curBoy = first;
        } else {
            curBoy.setNext(boy);
            boy.setNext(first);
            curBoy = boy;
        }
    }
}

5.4.4、遍历单向循环链表

1、代码思路
  • 定义辅助变量 curBoy ,相当于一个指针,指向 当前节点
  • 何时退出 while 循环?当 curBoy 已经指向环形链表的尾节点: *curBoy.getNext() == first
2、代码实现

public void showBoy() {

    if (first == null) {
        System.out.println("没有任何小孩~~");
        return;
    }

    Boy curBoy = first;
    while (true) {
        System.out.printf("小孩的编号 %d \n", curBoy.getNo());
        if (curBoy.getNext() == first) {
            break;
        }
        curBoy = curBoy.getNext();
    }
}

5.5、解决 Josephu 问题

5.5.1、代码思路

  • 辅助变量 helper :helper 永都指向 环形链表的尾节点,环形链表的尾节点永远都指向首节点,可得出: helper.getNext() == first
  • 如何将 helper 定位至环形链表的尾节点?
    • 初始化时,让 helper = first ,此时 helper 指向环形链表的首节点
    • while 循环终止条件? helper.getNext() == first :此时 helper 已经移动至环形链表的尾节点
  • 如何定位至第 startNo 个节点?如果想要定位至第 2 个节点,那么则需要让 first 和 helper 都移动 1 步,所以让 first 和 helper 都移动 (startNo - 1)步即可
  • 如何数 nums 下?让 first 和 helper 都移动 (nums - 1)步即可
  • 如何实现出圈?
    • 我们需要将 first 指向的节点出圈,first 前一个节点的地址在 helper 中存着(环形链表)
    • 先让 first 后移一步: first = first.getNext;
    • 出圈: helper.setNext(first); ,原来的 first 节点由于没有任何引用,便会被垃圾回收机制回收
  • while 循环终止条件?圈中只剩一人: *helper == first

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5.5.2、代码实现


public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {

	if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums) {
		System.out.println("参数输入有误, 请重新输入");
		return;
	}

	Boy helper = first;

	while (true) {
		if (helper.getNext() == first) {
			break;
		}
		helper = helper.getNext();
	}

	for (int j = 0; j < startNo - 1; j++) {
		first = first.getNext();
		helper = helper.getNext();
	}

	while (true) {
		if (helper == first) {
			break;
		}

		for (int j = 0; j < countNum - 1; j++) {
			first = first.getNext();
			helper = helper.getNext();
		}

		System.out.printf("小孩%d出圈\n", first.getNo());

		first = first.getNext();
		helper.setNext(first);

	}
	System.out.printf("最后留在圈中的小孩编号%d \n", first.getNo());

}

5.6、Josephu 问题测试

5.6.1、测试代码

public static void main(String[] args) {

    CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
    circleSingleLinkedList.addBoy(5);
    circleSingleLinkedList.showBoy();

    circleSingleLinkedList.countBoy(1, 2, 3);
}

5.6.2、程序运行结果

&#x5C0F;&#x5B69;&#x7684;&#x7F16;&#x53F7; 1
&#x5C0F;&#x5B69;&#x7684;&#x7F16;&#x53F7; 2
&#x5C0F;&#x5B69;&#x7684;&#x7F16;&#x53F7; 3
&#x5C0F;&#x5B69;&#x7684;&#x7F16;&#x53F7; 4
&#x5C0F;&#x5B69;&#x7684;&#x7F16;&#x53F7; 5
&#x5C0F;&#x5B69;2&#x51FA;&#x5708;
&#x5C0F;&#x5B69;4&#x51FA;&#x5708;
&#x5C0F;&#x5B69;1&#x51FA;&#x5708;
&#x5C0F;&#x5B69;5&#x51FA;&#x5708;
&#x6700;&#x540E;&#x7559;&#x5728;&#x5708;&#x4E2D;&#x7684;&#x5C0F;&#x5B69;&#x7F16;&#x53F7;3

5.7、Josephu 问题所有代码

public class Josepfu {

	public static void main(String[] args) {

		CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
		circleSingleLinkedList.addBoy(5);
		circleSingleLinkedList.showBoy();

		circleSingleLinkedList.countBoy(1, 2, 3);
	}

}

class CircleSingleLinkedList {

	private Boy first = null;

	public void addBoy(int nums) {

		if (nums < 1) {
			System.out.println("nums的值不正确");
			return;
		}
		Boy curBoy = null;

		for (int i = 1; i  nums; i++) {

			Boy boy = new Boy(i);

			if (i == 1) {
				first = boy;
				first.setNext(first);
				curBoy = first;
			} else {
				curBoy.setNext(boy);
				boy.setNext(first);
				curBoy = boy;
			}
		}
	}

	public void showBoy() {

		if (first == null) {
			System.out.println("没有任何小孩~~");
			return;
		}

		Boy curBoy = first;
		while (true) {
			System.out.printf("小孩的编号 %d \n", curBoy.getNo());
			if (curBoy.getNext() == first) {
				break;
			}
			curBoy = curBoy.getNext();
		}
	}

	public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {

		if (first == null || startNo < 1 || startNo > nums) {
			System.out.println("参数输入有误, 请重新输入");
			return;
		}

		Boy helper = first;

		while (true) {
			if (helper.getNext() == first) {
				break;
			}
			helper = helper.getNext();
		}

		for (int j = 0; j < startNo - 1; j++) {
			first = first.getNext();
			helper = helper.getNext();
		}

		while (true) {
			if (helper == first) {
				break;
			}

			for (int j = 0; j < countNum - 1; j++) {
				first = first.getNext();
				helper = helper.getNext();
			}

			System.out.printf("小孩%d出圈\n", first.getNo());

			first = first.getNext();
			helper.setNext(first);

		}
		System.out.printf("最后留在圈中的小孩编号%d \n", first.getNo());

	}
}

class Boy {
	private int no;
	private Boy next;

	public Boy(int no) {
		this.no = no;
	}

	public int getNo() {
		return no;
	}

	public void setNo(int no) {
		this.no = no;
	}

	public Boy getNext() {
		return next;
	}

	public void setNext(Boy next) {
		this.next = next;
	}

}

5.8、总结

  • 操作单向链表:对于插入、删除操作,只能定位至待操作节点的前一个节点,如果定位至当前节点,那么其上一个节点的信息便会丢失
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