【Java数据结构与算法】单链表

单链表

链表介绍

链表是有序的列表，但是它的内存中的存储如下

结论：

1. 链表是以节点的方式来存储的，是链式存储
2. 每个节点包括date域：保存数据 和next域：指向下一个节点
3. 如图：发现链表的各个节点不一定是连续存放的
4. 链表分带头节点的链表，和没有头节点的链表，根据实际需求来确定

单链表（带头节点）逻辑结构示意图如下：

带头节点单链表思路
添加创建：

1. 先创建一个head头节点，作用就是表示单链表的头
2. 后面我们每添加一个节点，就直接加入到链表的最后

遍历：

1. 通过一个辅助遍历，帮助遍历整个链表

按照编号的顺序添加思路

1. 首先找到新添加的节点的位置，是通过辅助变量（指针），通过遍历来搞定的
2. 新的节点.next = temp.next
3. 将temp.next = 新的节点

删除节点思路

1. 我们先找到需要删除这个节点的前一个节点temp
2. temp.next=temp.next.next;
3. 被删除的节点，将不会有其他引用指向，会被垃圾回收机制回收

代码实现

import sun.nio.cs.ext.MacHebrew;

import javax.management.MBeanRegistrationException;
import javax.swing.plaf.nimbus.AbstractRegionPainter;

public class SingLinkedListDemo{
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "松江", "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");
        //创建一个列表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        //加入
        /*singleLinkedList.add(hero1);
        singleLinkedList.add(hero2);
        singleLinkedList.add(hero3);
        singleLinkedList.add(hero4);*/
        //加入，按照编号的顺序
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        //测试修改节点的代码
        HeroNode newHero2 = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");
        singleLinkedList.update(newHero2);
        //删除一个节点
        singleLinkedList.del(2);
        //显示
        singleLinkedList.list();
    }
}
//定义SingleLinkedList
class SingleLinkedList{
    //先初始化一个头节点，头节点不要动，固定的位置，不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
    //添加节点到单向链表
    //思路。不考虑编号的顺序时
    //1.找到当前链表的最后节点
    //2.将最后整个节点的next 指向 新的节点
    public void add(HeroNode heroNode){
        //因为head不能动，因此我们需要一个辅助变量 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表，找到最后
        while (true){
            //找到链表的最后
            if (temp.next == null){
                break;
            }
            //如果没有找到最后，就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当推出while循环时，temp就指向了链表的最后
        //将最后整个节点的next 指向 新的节点
        temp.next = heroNode;
    }
    //显示链表【遍历】
    //第二种添加英雄的方式，根据排名添加，如果存在排名，则添加失败，并且给出提示
    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
        //还是因为头节点不能动，我们仍然通过辅助指针来帮助
        //因为单链表，因此我们找的temp是位于添加位置的前1个节点
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;//标志添加的编号是否存在，默认为false
        while (true){
            if (temp.next == null){//说明temp在链表最后
                break;//
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no){//位置找到了，就在temp的后面输入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no){//说明添加数据的编号已经存在了
                flag = true;//说明编号存在、
                break;
            }
            temp = temp.next;//后移，相当于遍历
        }
        //判断flag的值
        if (flag){//如果为真，就不能添加，说明编号存在
            System.out.printf("准备插入英雄编号%d已经存在，不能加入\n",heroNode.no);
        }else{
            //插入到链表当中，temp的后面
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }
    //修改节点的信息，根据no编号来修改，所以编号不能修改
    public void update(HeroNode heroNode){
        //判断是否为空
        if (head.next == null){
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }
        //找到需要修改的节点，根据no编号查找
        //定义一个temp辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;//表示是否找到该节点
        while (true){
            if (temp == null){
                break;//到链表最后了，没有数据了，已经遍历结束了
            }
            if (temp.no == heroNode.no){
                //找到了节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //根据flag判断是否找到要修改的节点
        if (flag){
            temp.name = heroNode.name;
            temp.nickName = heroNode.nickName;
        }else {//没有找到节点
            System.out.printf("没有找到编号%d的节点，不能修改\n",heroNode.no);
        }
    }
    //删除节点
    //1.head不能动，因此还是需要temp辅助节点，找打需要删除节点的前一个节点
    //2.说明我们在比较时，是temp.next.no和需要删除的节点进行比较
    public void del(int no){
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;//标记是否找到需要删除的节点
        while (true){
            if (temp.next == null){//说明遍历结束，已经到最后了
                break;
            }
            if (temp.next.no == no){
                //说明找到了需要删除的节点的前一节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;//temp后移进行遍历
        }
        //判断flag
        if (flag){
            //找到，可以删除
            temp.next = temp.next.next;//相当于把需要删除的节点排除出去了
        }else{
            System.out.printf("要删除的%d节点不存在",no);
        }
    }
    public void list(){
        //先判断链表是否为空
        if(head.next == null){
            System.out.println("链表为空！！");
            return;
        }
        //因为头节点，不能动，因此还需要辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true){
            //判断是否到了链表最后
            if (temp == null){
                break;
            }
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }
}
//定义一个HeroNode，每个HeroNode对象就是一个节点
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;
    }
    //为了显示方法，我们重新toString
    @Override
    public String toString() {
        return "[HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + "]";
    }
}