数据结构之单链表——一篇文章为你讲透什么是单链表(含demo)

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链表

链表介绍

链表是有序的列表,存储如下

image.png

(1)链表是以节点的方式来存储,是链式存储

(2)每个节点包含data域,next域:指向下一个节点

(3)链表的各个节点不一定是连续存储

(4)链表分带头结点的链表和没有头节点的链表

代码实现

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 + "]";
    }
}

上方代码详解

(1)定义no,name,nickname,next等变量用于方法的调用,其中next表明指向下一节点

(2)创建队列构造器用于初始化变量为了显示方法,我们使用toString进行重写

class SingleLinkedList {
        private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");
        public HeroNode getHead() {
            return head;
        }

上方代码详解

(1)首先我们得创建一个SingleLinkedList类用于存储节点

(2)利用面向对象的思想初始化一个头节点,先不存放具体的数据

(3)给出一个getHead()方法返回头节点head

      public void add(HeroNode heroNode) {
            HeroNode temp = head;
            while (true) {
                   if (temp.next == null) {
                    break;
                }
                temp = temp.next;
            }
            temp.next = heroNode;
        }

上方代码详解(插入方式一)

(1)首先我们定义一个add方法用于添加节点到单向链表

(2)因为我们的头节点head不能动,所以我们需要一个额外的变量temp用于遍历链表

(3)使用while循环进行遍历,找到链表的最后,如果链表的最后是null,则跳出循环添加新的节点heroNode

(4)如果没有找到最后一个节点,则将temp后移并且添加新的节点HeroNode

(5)当退出while循环的时候,temp会只想最后,所以将添加的HeroNode添加到链表的末尾

        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;
            }
        }

上方代码详解(插入方式二)

(1)我们定义一个addByOrder方法用于添加英雄(参数变量仍然是heroNode

(2)因为头节点不能动,所以我们得创建一个辅助变量用于帮我们找到可以添加节点的位置,head即为头节点

(3)我们设定一个编号称为flag用于判断编号是否存在,默认是不存在的(方便添加数据)

(4)首先我们将flag定义为true,通过if判断表明此时的temp已经位于链表的最后,此时不可插入数据,立即终止

(5)如果能找到数据,则就在temp的后面插入,将flag修改为true,紧接着temp后移并且遍历当前链表

(6)最后我们判断flag的值,如果不能继续添加,则说明编号存在,使用System.out.printf告知读者该编号已存在

(7)否则插入到链表中,temp后移并完成一系列赋值操作

    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);
            }
        }

上方代码详解

(1)我们定义一个update()方法用于修改HeroNode的信息,该方法为void类型,故不需要返回值

(2)首先我们得对链表进行一次判断,观察它是否为空,如果为空,则立即返回

(3)根据no编号找到需要修改的节点,由于头节点不能动,所以我们需要定义一个辅助变量用于遍历整个链表

(4)根据flag的布尔值类型来判断是否找到节点,如果没有找到,则说明temp == null已经遍历完整个链表

(5)如果找到,则temp后移一位,进行数据更新

(6)最后我们根据flag来判断是否找到要修改的节点,如果是,则进行修改,如果不是,则说明没有找到,并用System.out.printf告知读者

        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);
            }
        }

上方代码详解

(1)我们定义一个del方法用于删除节点,该方法的返回值为void类型,不需要返回值,传入参数no节点

(2)首先定义一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点,定义一个flag为布尔值类型用于判断是否找到待删除结点

(3)使用while循环对链表进行一次循环,如果已经到了链表的最后,则立即终止while循环

(4)如果找到了待删除结点的前一个结点temp,则用true值来赋值,然后temp后移并且遍历该链表

(5)使用if判断来观察节点是否找到,如果找到,就删除,如果没有找到,就用System.out.printf告知读者

        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;
            }
        }
    }

上方代码详解

(1)我们定义一个list方法用于显示链表

(2)首先判断链表是否为空,如果为空,则立即返回

(3)因为头节点不能动,所以我们得需要一个辅助变量temp来辅助遍历链表

(4)使用while循环来对节点进行判断,如果已经到链表最后,则立即跳出循环;如果没有到最后,则输出节点信息并将temp后移一位

结语

本篇文章主要是对单链表进行一个较为详细的讲解,让算法0基础的同行能对链表有着更深入的理解。本人能力有限,文中难免出现纰漏请在评论区指正,谢谢!