本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

链表介绍

单向链表

代码实现

package com.xz.linkedlist;

import java.util.Stack;

/**
 * @author 许正
 * @version 1.0
 * 单链表
 */
public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //进行测试
        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(4, "林冲", "豹子头");

        //创建链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        //把英雄加入
//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero2);
//        singleLinkedList.add(hero3);
//        singleLinkedList.add(hero4);

        //按照编号加入
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);

        //显示
        singleLinkedList.list();

        //修改
        HeroNode xiaoLu = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");

        singleLinkedList.update(xiaoLu);

        //再次显示
        System.out.println("=================");
        singleLinkedList.list();

        //删除
        singleLinkedList.delete(2);
        singleLinkedList.delete(3);
//        singleLinkedList.delete(4);
        System.out.println("================");
        singleLinkedList.list();

        System.out.println(getLength(singleLinkedList.getHead()));

//        HeroNode lastIndexNode = getLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 2);
//        System.out.println(lastIndexNode);

//        System.out.println("======================");
//        reverseList(singleLinkedList.getHead());
//        singleLinkedList.list();

        System.out.println("===================");
        reversePrint(singleLinkedList.getHead());
    }

    //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) {
        HeroNode temp = head.next;
        if (head.next == null) {
            return;
        }
        Stack<HeroNode> stack = new Stack<>();
        while (temp != null) {
            stack.push(temp);
            temp = temp.next;
        }
        while (stack.size() > 0) {
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }

    //将单链表反转
    public static void reverseList(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;
    }

    //编写一个方法：返回有效节点的个数
    public static int getLength(HeroNode head) {
        int length = 0;
        HeroNode temp = head.next;
        if (head.next == null) {//空链表
            return 0;
        }
        while (temp != null) {
            length++;
            temp = temp.next;
        }
        return length;
    }

    //编写一个方法，返回倒数第K(index)个节点
    public static HeroNode getLastIndexNode(HeroNode head, int index) {
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空！");
            return null;//空链表
        }
        int length = getLength(head);
        HeroNode temp = head.next;
        if (index <= 0 || index > length) {
            System.out.println("输入不规范");
            return null;
        }
        for (int i = 0; i < length - index; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        return temp;
    }
}

//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class SingleLinkedList {
    //先初始化一个头节点，头节点不能动，不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

    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变量temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链接
        while (true) {
            //找到链表最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            //如果没有找到最后，就将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) {
        //我们需要一个辅助变量（指针）来帮助我们找到添加的位置
        //temp需要找到 位于添加位置的前一个节点
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {//temp已在链表最后
                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) {//说明想要添加的heroNode已经存在
                flag = true;//说明编号已经存在
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag的值
        if (flag) {
            System.out.println("准备插入的英雄编号" + heroNode.no + "已经存在，不能再插入了！");
        } else {
            //插入到链表中,temp的后面
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    //根据节点的信息no，来修改内容
    public void update(HeroNode heroNode) {
        //判断链表是否为空
        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）
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;//表示是否找到该节点
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.no == heroNode.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag是否找到修改的节点
        if (flag) {
            temp.name = heroNode.name;
            temp.nickName = heroNode.nickName;
        } else {
            System.out.println("没有找到编号为" + heroNode.no + "的节点，无法修改！");
        }
    }

    //删除节点
    public void delete(int no) {
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.next.no == no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            temp.next = temp.next.next;
        } else {
            System.out.println("没有找到编号为" + no + "的节点，不能删除！");
        }
    }

    //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，这里我们依然需要一个辅助变量temp
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            System.out.println(temp);
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//定义HeroNode,每一个HeroNode对象是一个节点
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;
    }

    //为了显示方便，我们重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}

双向链表

代码实现

package com.xz.linkedlist;

/**
 * @author 许正
 * @version 1.0
 */
public class DoubleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        System.out.println("双向链表的测试：");
        //创建节点
        HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");
        //创建双向链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
        doubleLinkedList.add(hero1);
        doubleLinkedList.add(hero2);
        doubleLinkedList.add(hero3);
        doubleLinkedList.add(hero4);

        doubleLinkedList.list();
        System.out.println("=======================");
        doubleLinkedList.del(3);
        doubleLinkedList.list();
        System.out.println("=======================");
        doubleLinkedList.update(new HeroNode2(2,"小卢","玉麒麟~~"));
        doubleLinkedList.list();


    }
}

class DoubleLinkedList {
    private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");

    public HeroNode2 getHead() {
        return head;
    }

    //添加一个节点到双向链表的最后
    public void add(HeroNode2 heroNode2) {
        //因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量temp
        HeroNode2 temp = head;
        //遍历链接
        while (true) {
            //找到链表最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            //如果没有找到最后，就将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 = heroNode2;
        heroNode2.pre = temp;
    }

    // 从双向链表中删除一个节点,
    // 说明
    // 1 对于双向链表，我们可以直接找到要删除的这个节点
    // 2 找到后，自我删除即可
    public void del(int no) {

        // 判断当前链表是否为空
        if (head.next == null) {// 空链表
            System.out.println("链表为空，无法删除");
            return;
        }

        HeroNode2 temp = head.next; // 辅助变量(指针)
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的
        while (true) {
            if (temp == null) { // 已经到链表的最后
                break;
            }
            if (temp.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;[单向链表]
            temp.pre.next = temp.next;
            // 这里我们的代码有问题?
            // 如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针
            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);
        }
    }

    public void update(HeroNode2 heroNode2) {
        //判断链表是否为空
        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）
        HeroNode2 temp = head.next;
        boolean flag = false;//表示是否找到该节点
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.no == heroNode2.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag是否找到修改的节点
        if (flag) {
            temp.name = heroNode2.name;
            temp.nickName = heroNode2.nickName;
        } else {
            System.out.println("没有找到编号为" + heroNode2.no + "的节点，无法修改！");
        }
    }

    //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，这里我们依然需要一个辅助变量temp
        HeroNode2 temp = head.next;
        while (true) {
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            System.out.println(temp);
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }

}

//定义HeroNode2,每一个HeroNode2对象是一个节点
class HeroNode2 {
    public int no;
    public String name;
    public String nickName;
    public HeroNode2 next;//指向下一个节点
    public HeroNode2 pre;//指向上一个节点

    //构造器
    public HeroNode2(int no, String name, String nickName) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    //为了显示方便，我们重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}

单项环形链表

代码实现约瑟夫环

package com.xz.linkedlist;

/**
 * @author 许正
 * @version 1.0
 */
public class Josepfu {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
        circleSingleLinkedList.addBoy(5);
        circleSingleLinkedList.showBoy();

        System.out.println("===============");
        circleSingleLinkedList.countBoy(1, 2, 5);
    }
}

//创建一个环形单向链表
class CircleSingleLinkedList {
    private Boy first = null;

    //添加小孩节点，构建一个环形链表
    public void addBoy(int nums) {
        if (nums < 1) {
            System.out.println("输入格式错误（ < 1 ）");
            return;
        }
        Boy curBoy = null;
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
            //根据编号创建小孩节点
            Boy boy = new Boy(i);
            if (i == 1) {
                first = boy;
                first.setNext(first);
                curBoy = first;//让curBoy指向第一个小孩
            } else {
                curBoy.setNext(boy);
                boy.setNext(first);
                curBoy = boy;
            }
        }
    }

    //遍历环形链表
    public void showBoy() {
        //判断当前链表是否为空
        if (first == null) {
            System.out.println("当前没有小孩！");
            return;
        }
        Boy curBoy = first;
        while (true) {
            System.out.println("小孩的编号：" + curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext() == first) {
                break;
            }
            curBoy = curBoy.getNext();
        }
    }

    /**
     * @param startNo  从第几个小孩开始数
     * @param countNum 数几下
     * @param nums     最初有多少个小孩
     */
    public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {
        if (first == null || startNo > nums || startNo < 1 || countNum < 1 || nums < 1) {
            System.out.println("输入格式错误！");
            return;
        }
        Boy helper = first;
        while (true) {
            if (helper.getNext() == first) {
                break;
            }
            helper = helper.getNext();
        }
        for (int i = 0; i < startNo - 1; i++) {
            helper = helper.getNext();
            first = first.getNext();
        }
        while (true) {
            if (first == helper) {
                break;
            }
            for (int i = 0; i < countNum - 1; i++) {
                first = first.getNext();
                helper = helper.getNext();
            }
            System.out.println("出圈的小孩编号：" + first.getNo());
            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }
        System.out.println("最后留下来的小孩的编号为：" + helper.getNo());
    }
}

//创建一个Boy类,表示一个节点
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;
    }
}