資料結構(三)-單向連結串列

阿新 • • 發佈：2020-09-15

連結串列介紹

連結串列是有序的列表，在記憶體中的結構如下圖所示

從上圖可以看出

  1. 連結串列以節點的方式儲存，是**鏈式儲存**，在記憶體中的地址不連續
  2. 每個節點都包含了data域和next域：指向下一個節點的記憶體地址。(帶head的連結串列其中head節點只包含next域，不儲存資料)
  3. 連結串列分為**帶頭節點連結串列**和**不帶頭節點連結串列**

單鏈錶帶頭結點的示意圖如下

單鏈表的應用例項(增刪改查)

HeroNode類

// 建立節點類
class HeroNode{
	
	public int no;
	public String name;
	public String nickName;
	public HeroNode next;
	// 用來建立頭節點
	public HeroNode(int no) {
		super();
		this.no = no;
	}
	// 用來建立資料節點
	public HeroNode(int no, String name, String nickName) {
		super();
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickName = nickName;
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickName=" + nickName + "]";
	}
}

新增(append)

思路分析

  1. 先遍歷連結串列，找到連結串列的最後
  2. 將最後一個節點的next域指向要新增的資料即可

程式碼實現

	// 1. 新增資料節點到連結串列最後
	public void add(HeroNode hero) {
		// 1.1 找到連結串列的末尾
		// 建立臨時指標
		HeroNode temp = head;
		while(true) {
			if(temp.next == null) {
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}
		
		// 1.2 將資料新增到末尾
		temp.next = hero;
	}

新增(insert)

思路分析

  1. 遍歷連結串列
  2. 用待新增的節點的標識和已有連結串列的節點進行比對
        三種情況：
        1） 連結串列遍歷完發現沒找到能插入的位置，直接新增到末尾
        2） 發現可以插入的位置，將待插入節點插入
        3） 發現待與帶插入節點存在相同節點，不插入
  3. 新增的操作如上，插入的操作：hero.next = temp.next; temp.next = hero;

程式碼實現

	// 2. 按照英雄編號來新增資料
	public void addByOrder(HeroNode hero) {
		// 2.1 定義臨時指標
		HeroNode temp = head;
		// 2.2 定義標記追蹤是否可新增資料
		boolean flag = false; // false 表示可以新增
		
		while(true) {
			if(temp.next == null) { // 判斷連結串列是否遍歷完
				break;
			}
			if(temp.next.no > hero.no) { // 判斷是否找到可以插入的位置
				break;
			}else if(temp.next.no == hero.no) { // 判斷此位置上是否有資料
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next; // 遍歷連結串列
		}
		
		if(flag) {
			System.out.printf("%d 號位置上已有英雄，無法新增\n", hero.no);
		}else {
			hero.next = temp.next;
			temp.next = hero;
		}
	}

修改(update)

思路分析

  1. 遍歷連結串列，找到要修改的位置
  2. 新節點的屬性賦給舊節點

程式碼實現

	// 3. 根據no來修改節點上的資料
	public void update(HeroNode newHero) {
		// 判斷連結串列是否為空
		if(head.next == null) {
			System.out.println("連結串列為空");
		}
		// 定義臨時指標
		HeroNode temp = head.next;
		// 定義標記追蹤是否可以根據no找到對應的節點
		boolean flag = false; // false為沒找到
		while(true) {
			if(temp == null) { // 判斷連結串列是否遍歷完
				break;
			}
			if(temp.no == newHero.no) { // 判斷是否找到對應的節點
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next; // 後移
		}
		
		if(flag) {
			temp.name = newHero.name;
			temp.nickName = newHero.nickName;
		}else {
			System.out.printf("要修改的節點 %d 不存在，不能修改\n", newHero.no);
		}
		
	}

刪除(delete)

思路分析

  1. 遍歷連結串列，找到要刪除的位置
  2. 刪除對應節點：temp.next = temp.next.next; 將當前節點指向下一個節點的下一個節點(注意，刪除的是當前節點的下一個節點)

程式碼實現

	// 4. 根據no刪除對應的節點
	public void delete(int no) {
		// 定義臨時指標
		HeroNode temp = head;
		// 定義標記是否找到對應節點
		boolean flag = false;
		// 遍歷連結串列
		while(true) {
			if(temp.next == null) {// 判斷連結串列是否遍歷完
				break;
			}
			if(no == temp.next.no) { // 判斷是否找到對應節點
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}
		
		if(flag) {
			temp.next = temp.next.next;
		}else {
			System.out.printf("要刪除的節點 %d 不存在，不能刪除\n", no);
		}
		
	}

遍歷(list)

程式碼實現

	// 5. 遍歷連結串列
	public void list() {
		// 定義臨時指標
		HeroNode temp = head.next;
		if(temp == null) {
			System.out.println("連結串列為空");
			return;
		}
		while(true) {
			// 判斷連結串列是否遍歷完
			if(temp == null) {
				break;
			}
			// 輸出節點資訊並將臨時指標後移
			System.out.println(temp);
			temp = temp.next;
		}
	}