【資料結構與演算法】——連結串列(Linked List)
阿新 • • 發佈:2021-03-13
## 連結串列(Linked List)介紹
> 連結串列是有序的列表,但是它在記憶體中是儲存如下:
>
> ![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E9%93%BE%E8%A1%A8.png)
>
> * 連結串列是以節點的方式來儲存的,是鏈式儲存。
> * 每個節點包含data域,next域:指向下一個節點。
> * 如圖:連結串列的各個節點不一定是連續儲存的。
> * 連結串列分帶頭節點的連結串列和沒有頭節點的連結串列,根據實際需求來確定。
>
> 單鏈表(帶頭結點)邏輯結構示意圖:
>
> ![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E5%8D%95%E9%93%BE%E8%A1%A8%E5%B8%A6%E5%A4%B4%E8%8A%82%E7%82%B9.png)
## 單鏈表的應用例項
###使用帶head頭的單向連結串列實現-水滸英雄排行榜管理
1. 完成對英雄人物的增刪改查操作。
2. 第一種方法在新增英雄時,直接新增到連結串列的尾部。
3. 第二種方法在新增英雄時,根據排名將英雄插入到指定位置(如果有這個排名,則新增失敗,並給出提示)
## 單鏈的建立示意圖
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E5%8D%95%E9%93%BE%E8%A1%A8%E6%B7%BB%E5%8A%A0%E6%88%AA%E5%9B%BE.png)
### 新增(建立)
1. 先建立一個head頭節點,作用就是表示單鏈表的頭。
2. 後面我們每新增一個節點,就直接加入到連結串列的最後。
3. 遍歷:通過一個輔助遍歷,幫助遍歷整個連結串列。
###程式碼實現(直接新增到連結串列的尾部)
```java
/**
* @Author Fu~Qiang
* @Time 2021-3-13 19:06:46
* @Version 1.0
*
*/
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 測試
HeroNode heroNode1 = new HeroNode(1,"宋江","及時雨");
HeroNode heroNode2 = new HeroNode(2,"盧俊義","玉麒麟");
HeroNode heroNode3 = new HeroNode(3,"吳用","智多星");
HeroNode heroNode4 = new HeroNode(4,"林沖","豹子頭");
//建立連結串列
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
singleLinkedList.add(heroNode2);
singleLinkedList.add(heroNode1);
singleLinkedList.add(heroNode3);
singleLinkedList.add(heroNode4);
singleLinkedList.list();
}
}
//定義一個SingleLinkedList來管理英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一個頭節點
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//新增節點到單向連結串列方法
//當不考慮編號的順序時,找到當前連結串列最後的節點,將最後這個節點的next指向新的節點
public void add(HeroNode heroNode) {
HeroNode temp = head;
//遍歷連結串列,找到最後
while(true) {
if(temp.next == null) {
break;
}
temp = temp.next;
}
//當退出while迴圈時,temp就指向了連結串列的最後
temp.next = heroNode;
}
//顯示連結串列
public void list() {
//判斷連結串列是否為null
if(head.next == null) {
System.out.println("連結串列為空~~");
return;
}
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//是否到連結串列最後
if(temp == null) {
break;
}
//輸出節點資訊
System.out.println(temp);
//將next後移
temp = temp.next;
}
}
}
//定義一個heroNode,每個heroNode物件就是一個節點
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickName;
public HeroNode next;//指向下一個節點
//構造器
public HeroNode(int no,String name,String nickName) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickName = nickName;
}
//重寫toString
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "HeroNode [no="+no+",name="+name+",nickName="+nickName+"]";
}
}
```
###執行截圖
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/20210313200026.png)
## 按照編號的順序新增
1. 首先找到新新增的節點的位置,是通過輔助變數(指標)
2. 新的節點.next=temp.next
3. 讓temp.next=新的節點
###程式碼實現(按照編號順序新增)
```java
/**
* @Author Fu~Qiang
* @Time 2021-3-13 19:06:46
* @Version 1.0
*
*/
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 測試
HeroNode heroNode1 = new HeroNode(1,"宋江","及時雨");
HeroNode heroNode2 = new HeroNode(2,"盧俊義","玉麒麟");
HeroNode heroNode3 = new HeroNode(3,"吳用","智多星");
HeroNode heroNode4 = new HeroNode(4,"林沖","豹子頭");
//建立連結串列
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
singleLinkedList.add(heroNode2);
singleLinkedList.add(heroNode1);
singleLinkedList.add(heroNode3);
singleLinkedList.add(heroNode4);
singleLinkedList.list();
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode2);
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode1);
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode4);
// singleLinkedList.addByOrder(heroNode3);
// singleLinkedList.list();
}
}
//定義一個SingleLinkedList來管理英雄
class SingleLinkedList {
//先初始化一個頭節點
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//新增節點到單向連結串列方法
//當不考慮編號的順序時,找到當前連結串列最後的節點,將最後這個節點的next指向新的節點
public void add(HeroNode heroNode) {
HeroNode temp = head;
//遍歷連結串列,找到最後
while(true) {
if(temp.next == null) {
break;
}
temp = temp.next;
}
//當退出while迴圈時,temp就指向了連結串列的最後
temp.next = heroNode;
}
//第二種新增英雄的方法
public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;
while(true) {
if(temp.next == null) {//連結串列最後
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no) {
break;
}else if(temp.next.no == heroNode.no) {//編號已存在
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
if(flag) {//flag=true,編號已存在,不能新增
System.out.printf("準備插入的英雄的編號 %d 已經存在",heroNode.no);
}else {
//插入到連結串列中
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//顯示連結串列
public void list() {
//判斷連結串列是否為null
if(head.next == null) {
System.out.println("連結串列為空~~");
return;
}
HeroNode temp = head.next;
while(true) {
//是否到連結串列最後
if(temp == null) {
break;
}
//輸出節點資訊
System.out.println(temp);
//將next後移
temp = temp.next;
}
}
}
//定義一個heroNode,每個heroNode物件就是一個節點
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickName;
public HeroNode next;//指向下一個節點
//構造器
public HeroNode(int no,String name,String nickName) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickName = nickName;
}
//重寫toString
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return "HeroNode [no="+no+",name="+name+",nickName="+nickName+"]";
}
}
```
###執行截圖
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E9%93%BE%E8%A1%A8%E8%BF%90%E8%A1%8C%E6%88%AA%E5%9B%BE.png)
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E9%93%BE%E8%A1%A8%E8%BF%90%E8%A1%8C%E6%88%AA%E5%9B%BE2.png)
##單鏈表的修改
1. 先找需要修改的節點,通過遍歷。
2. temp.name = heroNode.name;temp.nickName = heroNode.nickName;
###程式碼實現
```java
//修改節點的資訊,根據編號來修改,編號不能修改
public void edit(HeroNode heroNode) {
//判斷是否為空
if(head.next == null) {
System.out.println("連結串列為空~~");
return;
}
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;
while(true) {
if(temp == null) {
//到連結串列的最後
break;
}
//找到需要修改的節點
if(temp.no == heroNode.no) {
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
if(flag) {
temp.name = heroNode.name;
temp.nickName = heroNode.nickName;
}else{
System.out.printf("沒有找到編號%d的節點,不能修改\n",heroNode.no);
}
}
```
###執行截圖
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E4%BF%AE%E6%94%B9%E9%93%BE%E8%A1%A8.png)
##單鏈表的刪除
1. 先找到需要刪除的這個節點的前一個節點temp。
2. temp.next=temp.next.next。
3. 被刪除的節點,將不會有其他引用指向,會被垃圾回收機制回收。
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E5%88%A0%E9%99%A4%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)
### 程式碼實現
```java
//刪除節點
public void del(int no) {
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;
while(true) {
//已經到連結串列最後
if(temp.next == null) {
break;
}
//找到待刪除節點的前一個節點
if(temp.next.no == no) {
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;//temp後移,遍歷
}
if(flag) {
temp.next=temp.next.next;
}else{
System.out.printf("要刪除的%d不存在,無法刪除",no);
}
}
```
### 執行截圖
![](http://itfxsen.oss-cn-chengdu.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E4%B8%8E%E7%AE%97%E6%B3%95/%E5%88%A0%E9%99%A4%E6%88%AA%E5%9B
Description:單鏈表
Description:單鏈表