一：单向链表基本介绍
链表是一种数据结构，和数组同级。比如，java中我们使用的arraylist，其实现原理是数组。而linkedlist的实现原理就是链表了。链表在进行循环遍历时效率不高，但是插入和删除时优势明显。下面对单向链表做一个介绍。
单链表的概念
链表是最基本的数据结构，其存储的你原理图如下图所示
上面展示的是一个单链表的存储原理图，简单易懂，head为头节点，他不存放任何的数据，只是充当一个指向链表中真正存放数据的第一个节点的作用，而每个节点中都有一个next引用，指向下一个节点，就这样一节一节往下面记录，直到最后一个节点，其中的next指向null。
链表有很多种，比如单链表，双链表等等。我们就对单链表进行学习，其他的懂了原理其实是一样的。
单向链表是一种线性表，实际上是由节点（node）组成的，一个链表拥有不定数量的节点。其数据在内存中存储是不连续的，它存储的数据分散在内存中，每个结点只能也只有它能知道下一个结点的存储位置。由n各节点（node）组成单向链表，每一个node记录本node的数据及下一个node。向外暴露的只有一个头节点（head），我们对链表的所有操作，都是直接或者间接地通过其头节点来进行的。
上图中最左边的节点即为头结点（head），但是添加节点的顺序是从右向左的，添加的新节点会被作为新节点。最先添加的节点对下一节点的引用可以为空。引用是引用下一个节点而非下一个节点的对象。因为有着不断的引用，所以头节点就可以操作所有节点了。
下图描述了单向链表存储情况。存储是分散的，每一个节点只要记录下一节点，就把所有数据串了起来，形成了一个单向链表。
节点（node）是由一个需要储存的对象及对下一个节点的引用组成的。也就是说，节点拥有两个成员：储存的对象、对下一个节点的引用。下面图是具体的说明：
二、单项链表的实现
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package com.zjn.linkandqueue;/** * 自定义链表设计 * * @author zjn * */public class mylink { node head = null; // 头节点 /** * 链表中的节点，data代表节点的值，next是指向下一个节点的引用 * * @author zjn * */ class node { node next = null; // 节点的引用，指向下一个节点 int data; // 节点的对象，即内容 public node(int data) { this.data = data; } } /** * 向链表中插入数据 * * @param d */ public void addnode(int d) { node newnode = new node(d); // 实例化一个节点 if (head == null) { head = newnode; return; } node tmp = head; while (tmp.next != null) { tmp = tmp.next; } tmp.next = newnode; } /** * * @param index:删除第index个节点 * @return */ public boolean deletenode(int index) { if (index < 1 || index > length()) { return false; } if (index == 1) { head = head.next; return true; } int i = 1; node prenode = head; node curnode = prenode.next; while (curnode != null) { if (i == index) { prenode.next = curnode.next; return true; } prenode = curnode; curnode = curnode.next; i++; } return false; } /** * * @return 返回节点长度 */ public int length() { int length = 0; node tmp = head; while (tmp != null) { length++; tmp = tmp.next; } return length; } /** * 在不知道头指针的情况下删除指定节点 * * @param n * @return */ public boolean deletenode11(node n) { if (n == null || n.next == null) return false; int tmp = n.data; n.data = n.next.data; n.next.data = tmp; n.next = n.next.next; system.out.println("删除成功！"); return true; } public void printlist() { node tmp = head; while (tmp != null) { system.out.println(tmp.data); tmp = tmp.next; } } public static void main(string[] args) { mylink list = new mylink(); list.addnode(5); list.addnode(3); list.addnode(1); list.addnode(2); list.addnode(55); list.addnode(36); system.out.println("linklength:" + list.length()); system.out.println("head.data:" + list.head.data); list.printlist(); list.deletenode(4); system.out.println("after deletenode(4):"); list.printlist(); }} |
三、链表相关的常用操作实现方法
1. 链表反转
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/** * 链表反转 * * @param head * @return */ public node reverseiteratively(node head) { node preversedhead = head; node pnode = head; node pprev = null; while (pnode != null) { node pnext = pnode.next; if (pnext == null) { preversedhead = pnode; } pnode.next = pprev; pprev = pnode; pnode = pnext; } this.head = preversedhead; return this.head; } |
2. 查找单链表的中间节点
采用快慢指针的方式查找单链表的中间节点，快指针一次走两步，慢指针一次走一步，当快指针走完时，慢指针刚好到达中间节点。
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/** * 查找单链表的中间节点 * * @param head * @return */ public node searchmid(node head) { node p = this.head, q = this.head; while (p != null && p.next != null && p.next.next != null) { p = p.next.next; q = q.next; } system.out.println("mid:" + q.data); return q; } |
3. 查找倒数第k个元素
采用两个指针p1,p2，p1先前移k步，然后p1、p2同时移动，当p1移动到尾部时，p2所指位置的元素即倒数第k个元素 。
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/** * 查找倒数 第k个元素 * * @param head * @param k * @return */ public node findelem(node head, int k) { if (k < 1 || k > this.length()) { return null; } node p1 = head; node p2 = head; for (int i = 0; i < k; i++)// 前移k步 p1 = p1.next; while (p1 != null) { p1 = p1.next; p2 = p2.next; } return p2; } |
4. 对链表进行排序
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/** * 排序 * * @return */public node orderlist() { node nextnode = null; int tmp = 0; node curnode = head; while (curnode.next != null) { nextnode = curnode.next; while (nextnode != null) { if (curnode.data > nextnode.data) { tmp = curnode.data; curnode.data = nextnode.data; nextnode.data = tmp; } nextnode = nextnode.next; } curnode = curnode.next; } return head;} |
5. 删除链表中的重复节点
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/** * 删除重复节点 */ public void deleteduplecate(node head) { node p = head; while (p != null) { node q = p; while (q.next != null) { if (p.data == q.next.data) { q.next = q.next.next; } else q = q.next; } p = p.next; } } |
6. 从尾到头输出单链表，采用递归方式实现
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/** * 从尾到头输出单链表，采用递归方式实现 * * @param plisthead */ public void printlistreversely(node plisthead) { if (plisthead != null) { printlistreversely(plisthead.next); system.out.println("printlistreversely:" + plisthead.data); } } |
7. 判断链表是否有环，有环情况下找出环的入口节点
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/** * 判断链表是否有环，单向链表有环时，尾节点相同 * * @param head * @return */ public boolean isloop(node head) { node fast = head, slow = head; if (fast == null) { return false; } while (fast != null && fast.next != null) { fast = fast.next.next; slow = slow.next; if (fast == slow) { system.out.println("该链表有环"); return true; } } return !(fast == null || fast.next == null); } /** * 找出链表环的入口 * * @param head * @return */ public node findloopport(node head) { node fast = head, slow = head; while (fast != null && fast.next != null) { slow = slow.next; fast = fast.next.next; if (slow == fast) break; } if (fast == null || fast.next == null) return null; slow = head; while (slow != fast) { slow = slow.next; fast = fast.next; } return slow; } |
总结
以上就是本文关于链表的原理及java实现代码示例的全部内容，希望对大家有所帮助。如有不足之处，欢迎留言指出。
原文链接：http://blog.csdn.net/jianyuerensheng/article/details/51200274
