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[数据结构与算法]【Java实现链表操作】 万字肝爆 !链表的图文解析(包含链表OJ练习解析)

前言:

(温馨提示:)本文字数比较多需要慢慢观看,建议收藏此文有时间慢慢观看,看完此文你会学习到什么是链表,什么是双向链表,单链表的增删查改的基本代码思路和在线OJ题的基本代码思路。

在这里插入图片描述


链表的概念及结构

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的。

什么意思呢?

我们都知道顺序表是一组数组,在逻辑上,物理上都是连续的

但是链表在逻辑上是连续的,但是在 物理上不一定连续(内存可能连续,可能不连续)

像发哥的金链子一样,后面接着前面串起来。

在这里插入图片描述


实际中链表的结构非常多样,以下情况组合起来就有8种链表结构:

  • 单向、双向
  • 带头、不带头
  • 循环、非循环

虽然有这么多的链表的结构,但是我们重点掌握两种:

  • 无头单向非循环链表:结构简单,一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构,如 哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
    在这里插入图片描述

  • 无头双向链表:在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表
    在这里插入图片描述

来使用人话说一下什么是链表吧:
在这里插入图片描述

大家都吃过糖葫芦,葫芦都是一个接着一个的,长下面这样

在这里插入图片描述
那链表呢?

链表是由一个一个 节点构成的 ,每一个节点有两个域一个叫做数值域一个叫做next域
data:数值域 里面存储的是数据
next:引用变量 - 存下一个节点的地址
上面的话用下面的图来展示:

请添加图片描述
从上图发现当前节点的next域存放的都是下一个节点的地址

那么最后那个没有存放下一个的地址叫做什么呢?
在这里插入图片描述
其实这个叫做尾巴节点:当这个next节点域为null的时候

有尾巴节点还会有头节点:整个链表当中的第一个节点叫做头节点

我们刚刚写的下面这个就是 不带头非循环的单链表
在这里插入图片描述
那么就有人会说了,你刚刚还说上面的这个是头结点啊!!!,怎么说不是带头的呢?? 请听我慢慢道来:
在这里插入图片描述
区分带头不带头,我给你画个图就知道了:

在这里插入图片描述
红色的那个就是头节点:它里面可以存放一个无效的data。

带头:其实就是标识当前链表的头

  1. 如果不带头:这个链表的头节点,在随时发生改变,
  2. 如果带头:这个链表的头节点不会发生改变。

啥是单向?? 往一个方向走就是单向

下图为:单向带头非循环

在这里插入图片描述

什么是循环的:最后一个节点的next域引用 第一个节点的地址 ,必须是第一个,不可以是第二个,不然不叫循环了
单向 不带头 循环 【下面的图】
在这里插入图片描述


单链表的实现

上面知道了链表大概是什么意思,现在我们准备使用代码来实现一下:

我们把整链表抽象为一个类:
在这里插入图片描述

把节点抽象为一个类:这个类里面包含data 字段 和next字段
在这里插入图片描述

代码如下:(为了方便 这些类就写到一个class文件里面)

先抽象出来节点类:
在这里插入图片描述
下面是解释:

为什么要给data搞个构造方法,因为如果不设置,那么我们不知道节点的next域要存什么地址,为什么不给next赋值呢? 因为next 是一个引用类型,默认是null,这就是我们的节点类 。

在这里插入图片描述

而且当我们实例化对象也发方便:
Node node = new Node(5);

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在抽象出来整个链表的类:

对于链表,我们还需要一个属性 head,
这东西是一个引用,指向当前链表的头
因为当前是不带头的,头一直发生改变
要一个来一直标识单链表的头结点
在这里插入图片描述

接下来我要使用一种穷举的方式创建一个链表,为什么说这句话, 我怕你们说我low在这里插入图片描述

代码如下:创建一个链表
在这里插入图片描述

上面代码什么意思呢?看我慢慢道来:
我们知道链表是 当前节点后面跟着一个节点

node1.next = node2;
在这里插入图片描述
可以看见node2的地址是0x456 ,所以为了成为链表node1的next要被node2赋值,这样才是一个链表。

node2.next = node3; 原理也是一样,只不过是我们的node3 没有引用,因为它是最后一个节点,后面没有下一个节点了,而且它是引用类型默认就是null了,所以不需要写node3的代码。


this.head = node1;

目前的头是node1 ,使用head指向node1所指的对象,13就是head
在这里插入图片描述

MyLinkedList 全部代码:


//节点类
class Node{
   public  int data;  //数据域
   public Node next;  //引用类型

   public Node(int data){
       this.data = data;
   }
}

//链表
public class MyLinkedList {

    public Node head;  //标识单链表的头节点

	//穷举的方式创建链表 当然有点low ,此处为了好理解
    public void createList(){  //创建链表
        Node node1 = new Node(13);
        Node node2 = new Node(2);
        Node node3 = new Node(5);

        node1.next =node2;
        node2.next =node3;
        this.head = node1;
    }
}

一、实现链表的函数操作

1、实现链表的打印函数

如果head不等于null,那么就打印数据,然后让当前head,等于下一个head.next

public void show(){   //打印链表
        while(this.head!=null){
            System.out.print(this.head.data+" ");
            this.head=this.head.next;
        }
    }

那为什么不可以head.next !=null
因为head.next 等于空那么最后一个数据就没有打印出来了

不过由此可以推出:

如果把整个链表 遍历完成 那么head==null

如果只是想找到链表最后一个节点 那么head.next==null

但是大家发现一个问题了没,就是head一直在动,那么head又没有意义了,不是头节点,所以要一个小弟来代替它,我们把代码优化一下,定义了一个小弟:
在这里插入图片描述
这就是比较完善的代码了


2、实现得到单链表的长度函数

原理很简单让cur一直遍历,如果cur不等于空 ,count++就好啦

public int size(){ //求Node 长度
        Node cur =this.head;
        int count =0 ;

            while(cur!=null){
                count++;
                cur=cur.next;
            }
            return count;

    }

3、查找是否包含关键字key是否在单链表当中

原理很简单让cur一直遍历,如果cur的data 等key 就return true

public boolean contains(int key){//查找是否包含关键字key是否在单链表当中
        Node cur= this.head;
        while (cur!=null){
            if (cur.data == key){
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    }

4、链表头插法

什么叫做头插法:

一个新节点,要插到第一个节点前面:把14这个节点插到最前面去,next是下一个结点的地址。head 要改变成为新的node
在这里插入图片描述
上面所说可以将代码这样写:
node.next =head;
head = node;
这样第一个14的next域就是下一个元素了
然后在把head引用node;


但是我们不可以
head = node;
node.next =head;
把他们顺序颠倒
这样变成自己引用自己了: 所以在插入一个节点的时候,一定要先绑后面


还有一个情况就是head是null,当前链表没有任何结点,插入的是第一个节点
那么代码直接: head = node;

public void addFirst(int data){
        Node node = new Node(data);
        node.next = this.head;
        this.head = node;
    }

可以使用头插法加数据,不需要使用以前的穷举了
因为是头插法最后一个后插入到第一个去,所以打印是 5 3 1
在这里插入图片描述

5、链表尾插法

什么叫做尾插法:

一个新节点,要插到最后节点后面:

逻辑实现:找到最后一个节点,然后把最后节点的next域变成新节点的地址,在上面我们说过,想找最后一个节点,只需要判断head.next == null,就是尾节点了

代码的实现:

public void addLast(int data){  //尾插法
       Node node = new Node(data);   //新节点
        if (this.head ==null){    //如果是head是null  那么是第一次 直接 head = node
          this.head = node;
        }else{
            Node cur = this.head;     //定义一个cur 代替当做head 
            while (cur.next!=null){   //找到最后一个节点
                cur = cur.next;     //如果不是最后节点 一直往后走
            }
            cur.next =node;			//当前节点的next 域指向 新节点
        }

    }

6、任意位置插入,第一个数据节点为0号下标

什么意思呢? 我们需要把新的节点 插入目标节点的后面(下面的红色是新节点)
在这里插入图片描述

具体实现思路:
如果想实现变成链表,我们必须得把 当前节点的next域 变成 后面一个节点的地址
然后把前一个的next域 变成 新节点的地址,这就是 核心思路!!

我们先把代码放出来,依次解析:

    public Node searchPrev(int index){
        Node cur = this.head;
        int count = 0;
        while (count != index -1){  //给个条件 找到前一个就退出
            cur = cur.next; //继续找的条件
            count++;
        }
        return cur;  // 返回前面的一个
    }

    public void addIndex(int index , int data){  //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
            if(index<0 || index >size() ){  //判断需要放入的位置是否合法
                System.out.println("下标不合法");
                return;
            }
            //头插法
            if(index == 0){
                addFirst(data);
            }
            //尾插法
            if (index ==size()){
                addLast(data);
            }

           Node cur= searchPrev(index);
            //新节点的插入 核心代码
           Node node = new Node(data);
           node.next = cur.next;
           cur.next =node;
    }

大家可以看见上面有 两个方法,我们先来看一下searchPrev() 这个函数

searchPrev(): 找到需要插入的前一个节点的方法;
为什么需要这个方法呢?

因为我们的这个链表不是循环的链表,如果我们找到的不是插入的前一个节点那么我们就不知道前一个节点的next域是多少,因此不成立链表的实现,所以不可以。

好了现在来解析一下这个searchPrev()函数:

 public Node searchPrev(int index){  //需要插入的下标
        Node cur = this.head;   //定义一个cur 代替head
        int count = 0;         //计数
        while (count != index -1){  
//给个条件 count不等于index-1 就进入,换句话说就是找到index-1 就退出 
            cur = cur.next; //继续找的条件
            count++;
        }
        //退出了 当前cur就是 index -1
        return cur;  // 返回前面的一个
    }

以上就是这个函数的意思,那我们看看下一个函数addIndex();

public void addIndex(int index , int data){  //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
            if(index<0 || index >size() ){  //判断需要放入的位置是否合法
                System.out.println("下标不合法");
                return;
            }
            //头插法
            if(index == 0){    //如果index等于0 就是头插法
                addFirst(data);
            }
            //尾插法
            if (index ==size()){  //size是个函数 上面写过,
            //如果index等于size 就是全部长度,也就是尾插法
                addLast(data);
            }

           Node cur= searchPrev(index);   //前一个节点
           
            //新节点的插入 核心代码  
           Node node = new Node(data);  //这个是新节点
           //核心代码
           node.next = cur.next; 
           cur.next =node;
    }

怎么理解核心代码呢?
看下面的图:可以看出 现在cur的next 等于node2
在这里插入图片描述
那么 node.next = cur.next; 这个代码的意思就是把 0x789给了新节点
在这里插入图片描述
就意味着是新节点 指向刚刚那个0x789 node2

在这里插入图片描述

那么竟然新节点已经指向node2 那 cur 是不是应该指向 新节点呢?
所以 cur.next =node;
在这里插入图片描述

所以这才是一个完美的链表插入!!!


7、删除指定的节点

删除结点原理就是让那个节点不被引用,这样就会被JVM自动回收(当没有被引用时会被自动回收),我们可以让被删除的节点不被引用,让被删除前面的节点引用被删除后面的那个节点,这样删除的节点在中间没有被引用就会自己被回收,达到删除的效果。

在这里插入图片描述

代码送上:

    public Node searchPrevNode(int val){
        Node cur = this.head;

        while (cur.next!=null){
            if (cur.next.data==val){
                return cur;
            }
            cur = cur.next;

        }
        return null;
    }

    public void remove(int val){ //删除第一次出现的关键字为key的节点
            if (this.head == null){
                return;
            }
            if (this.head.data==val){
                this.head =this.head.next;
                return;
            }
            Node cur = searchPrevNode(val);
            if (cur==null){
                System.out.println("没有要删除的节点");
                return;
            }
            Node del = cur.next;
            cur.next =del.next;
    }

让我们依次解析:searchPrevNode();

public Node searchPrevNode(int val){
        Node cur = this.head;   //定义一个head

        while (cur.next!=null){//循环节点
            if (cur.next.data==val){
                //如果下一个结点的值 等于要删除的值 那么就返回前一个值
                return cur;
            }
            cur = cur.next;     //让条件继续


        }
        return null; //找不到返回null
    }

上面代码核心是: 为什么要找到前面的节点?

if (cur.next.data==val){
    //如果下一个结点的值 等于要删除的值 那么就返回前一个值
	 return cur;
}

上面我们说过,找到要删除结点的 前面节点,让前面的节点不要引用被删除的节点,就可以达到删除的效果


解析:remove()

public void remove(int val){ //删除第一次出现的关键字为key的节点
            if (this.head == null){   //如果没有节点要删除
                return;
            }
            if (this.head.data==val){     //如果删除第一个结点
                this.head =this.head.next;  //让当前结点被下一个节点引用
                return;
            }
            Node cur = searchPrevNode(val);
            if (cur==null){ //上面函数可能返回null
                System.out.println("没有要删除的节点");
                return;
            }
            Node del = cur.next;    //被删除节点 就是cur的next域
            cur.next =del.next;     //让cur的next等于del.next
                                    //del.next 是要删除的节点下一个地址
    }

来看看较难理解的代码:

if (this.head.data==val){     //如果删除第一个结点
    this.head =this.head.next;  //让当前结点被下一个节点引用
    return;
}

在这里插入图片描述
head.next == 0x456 ,所以head指向0x456

二:

   Node del = cur.next;    //被删除节点 就是cur的next域
   cur.next =del.next;     //让cur的next等于del.next
     //del.next 是要删除的节点下一个地址

在这里插入图片描述

8、删除全部指定的节点

删除全部指定的结点也是和删除差不多一样的原理,把要删除的那个节点不被引用即可:
比如下面要删除 【2】 这个结点:下面的做法就是让prev的next域等于 cur的next域,这样prev的next域,就没有引用cur ,而是引用cur.next域(就是【5】这个节点)

在这里插入图片描述

public void removeAllKey(int key){  //删除给定的所有值
        if(this.head==null)return;      //判断如果head是空 证明没有节点,直接return
        Node prev = this.head;          //定义一个前驱 方便操作
        Node cur = this.head.next;      //定义一个cur 从第二个节点开始
        while (cur!=null){              //条件是cur不等于空 就进去执行代码
            if(cur.data == key){        //如果当前cur等于要删除的
                prev.next=cur.next;     //把前驱的引用指向第二个节点的next域(也就是cur的下一个结点)
                cur = cur.next;         //cur往后走一步
            }else{                      //如果不是要删除的节点
                prev=cur;               //让前驱等于下一个
                cur = cur.next;         //让cur等于下一个
            }
        }

        if (this.head.data==key){       //最后判断第一个是不是要删除的节点
            this.head = this.head.next; //当前的head引用下一个
        }
    }

9、清空全部节点

清空节点原理很简单:就是让当前的节点的next不引用后面的域,然后依次置空即可, 当然我们可以暴力点直接head等于null,那么这样后面的节点依次就没有被引用,就会被JVM回收掉。下面这图就是介绍上面所说的:
在这里插入图片描述

 public void clear(){//删除所有节点
        while (this.head!=null){  //当不等于空进入
            Node curNext = this.head.next;  //把下一个地址保存
            this.head.next = null;          //把下一个的地址置空
            this.head = curNext;            //把当前节点不被引用
        }
    }

那么我们怎么证明已经把它给"干掉了呢"?
1、打个断点调试起来
在这里插入图片描述
2.打开cdm 输入 jps 查看当前java进程
然后输入:

jmap - histo:live 4548

(jmap是JDK自带的工具软件,主要用于打印指定Java进程(或核心文件、远程调试服务器)的共享对象内存映射或堆内存细节)

意思是:这些东西会查出很多信息,打印到你的cmd中 但是这样不方便 我们可以重新重定向一下,把查出信息放在d盘下123123.txt 文件 方便阅读

jmap -histo:live 4548>d:\123123.txt
在这里插入图片描述
注意图上的箭头所指向的要是一样 比如我上面是4548 live后面也是4548,然后按回车,发现它在一闪一闪,我们去idea执行下一步操作
在这里插入图片描述
然后去找到文件打开即可:
在这里插入图片描述

ctrl+f 找一下 节点 (我的节点叫做Node)这里是有4个
在这里插入图片描述
我的程序里面也刚刚好是4个
在这里插入图片描述
这个时候我们关闭程序,调用一下clear()方法,,先调研方法
在这里插入图片描述
然后执行上面的操作 (注意数字)
在这里插入图片描述
这个时候我们去文档搜索一下,发现没有第一次的node节点了
在这里插入图片描述
证明成功了我们!


二、链表的面试题

1.反转一个单链表。

OJ链接

上面这个题,很多同学会搞不清楚,会逆置数据,其实注意是错误的
在这里插入图片描述

正确的应该是这样的:最后一个到前面来了,引用的next域也需要改变
在这里插入图片描述
思路:我们可以使用头插法,先把第一个节点的next域改变成null,这样第一个节点就是最后一个节点了,然后想办法让后面节点的next域等于前面的节点,也就是相当等于反过来了。
在这里插入图片描述

 public Node reverseList() {   //反转一个单链表
        if(head==null) return null;  //如果没有返回null
        if(head.next==null) return head;  //如果就一个 返回这个一个节点
    

        Node cur = this.head;  //定义一个头
        Node prev = null;      //前驱为空(为了让第一个节点变成最后一个节点 )

        while(cur!=null){    //遍历
            Node curNext = cur.next;   //因为要替换前一个节点 所以要保留后面的节点
            cur.next = prev;            //第一个的节点next域为null  变成最后一个
            prev = cur;                 //前驱等于当前节点
            cur = curNext;              //当前节点去下一个节点
        }
        return prev;                    //返回最头的节点
    }

打印的话 函数也得变一下,要从新的头打印 不可使用以前的函数

/从指定位置开始打印
    public void show2(Node newHead){
        Node cur = newHead;
        while(cur != null){
            System.out.print(cur.data+" ");
            cur=cur.next;
        }
    }


2.返回中间节点,有2个返回第二个中间的节点

oj链接

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
思路:使用快慢指针fast走2步,slow走1步,当fast等于null那么是4个节点,fast.next等于null 那么是5个节点

在这里插入图片描述

public Node middleNode() {
        if(head==null) return head; //当头节点等于空 返回null
        Node fast = head;           //快指针 在头部
        Node slow =head;            //慢指针 在头部
        while(fast!=null && fast.next!=null){      //往前走的条件 

            fast = fast.next.next;              //快的走2步
            slow = slow.next;                   //慢的走一步
        }
        return slow;                    //慢的肯定在中间
    }

3.输入一个链表,输出该链表中倒数第k个结点。

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原理很简单 :快慢指针即可 ,先快指针走k-1步,然后慢指针一起走,为什么可以:假设找倒数第二个节点 fast先走 k-1步(也就是一步),然后一起走,当fast.next等于null 返回slow
在这里插入图片描述
为什么呢? 比如我们跑步你一直差我k-1的距离,等我到了你是不是还差k-1的距离, 假如你要找倒数第3个格子,你比我差2格,对于节点来说,是不是意味着到了终点,后面还有2个格子,加上终点的格子 一共有3个,所以就是这个原理

public Node findKthToTail(int k) { //倒数第k个节点
        if(head==null) return null;   //如果的是第一个节点是null 返回null
        if(k < 0){                  //k不可以小于0 不然是负数
            return null;            //返回是null
        }

        Node fast = head;           //快指针
        Node slow = head;           //慢指针

        while(k-1 !=0){           //让快指针先走 k-1步
            if(fast.next!=null){ //如果条件不成立 证明k大于我们的节点长度
                fast = fast.next;
                k--;
            }else{
                return null;
            }
        }

        while(fast.next != null){ // 然后一起走
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }

4.合并两个有序链表。

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在这里插入图片描述

原理:定义一个新无用的节点,然后让链表A 和链表B的值去比较,谁小就放在无用节的next域,每放好一次链表向后走,傀儡结点引用傀儡节点的next域,往后面走,然后在循环拿新值去比较,最后当链表A为空,就然傀儡节点的next等于链表B(前面全部引用完了,后面的可以直接等于链表B 因为链表B本身就是一个有序的),反之一样 ,最后返回傀儡节点的next,因为next域是第一个节点

public Node mergeTwoLists(Node headA, Node headB) {  //合并有序的节点
        if(headA==null)return headB; //如果headA是空返回headB
        if(headB==null)return headA;
        if(headA==null && headB ==null)return null; //全部null返回null

        Node newHead = new Node(-1);        //定义傀儡节点(无用节点)
        Node tmp = newHead;                     //定义一个标记 引用下一个节点地址
        while(headA!=null && headB!=null){      //条件
            if(headA.data< headB.data){         //比较他们的值大小
                tmp.next = headA;               //傀儡节点的下一个是headA
                headA = headA.next;             //让headA在往后去一个节点
            }else{
                tmp.next = headB;
                headB = headB.next;
            }
            tmp = tmp.next;                   //假设傀儡节点已经是1 后面是其他数字, 应该要去下一个节点,继续引用其他的
        }

        if(headA==null){                    //如果链表A 全部跑完了
            tmp.next = headB;               //傀儡节点 只直接引用headB的全部
        }
        if(headB==null){
            tmp.next = headA;
        }
        return newHead.next;                //返回的是傀儡节点的下一个域 因为当前节点是没有用的
    }

5.以给定值x为基准将链表分割成两部分,所有小于x的结点排在大于或等于x的结点之前

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什么意思呢?如果给了个x=4;链表比4小的一边,比4大的在一边,而且以前的顺序不可以改变
在这里插入图片描述
代码思路:和x值比较如果大于等于X的放一边,反之放另外一边,怎么取分边界呢,我们可以定义4个引用,bs be,as se, s是开始,e是结尾,最后排序好在让next等于下一个的头。

在这里插入图片描述

public Node partition(ListNode pHead , int x) {
        // write code here
        // write code here
        Node cur = pHead ;  //定义一个代替头
        Node bs = null;   //小于x的bstar 开始的头节点
        Node be = null;   //小于x的bend  结束的尾节点
        Node as = null;
        Node ae = null;

        while(cur!=null){      //遍历cur
            if(cur.data<x){    //如果当前的data大于 x
                if(bs==null){  //判断是不是为空
                    bs = cur;  //头尾都是开始
                    be = cur;   //头尾都是开始
                }else{
                    be.next = cur; //尾插法
                    be = be.next;  //尾往后走
                }
            }else{
                if(as==null){
                    as = cur;
                    ae = cur;
                }else{
                    ae.next  =cur;
                    ae = ae.next;
                }
            }
            cur = cur.next;   //cur 往后走
        }

        if(bs==null){       //如果第一段头是空
            return as;      //返回下一段的头节点
        }
        be.next = as ;      //第一段的尾巴 链接第二段的头
        if(as!=null){       //第二段的头不等于空
            ae.next = null; //第二段(也就是最后的尾等于空)
        }
        return bs ;         //返回第一段的头
    }

6.在一个排序的链表中,存在重复的结点,请删除该链表中重复的结点,重复的结点不保留,返回链表头指针。

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在这里插入图片描述
代码思路:定义一个傀儡节点,最后返回傀儡节点的next域,当前的节点的val值和下一个对比 是否是一样的,如果是一样的则跳过,如果不是一样的,那么傀儡节点的next等于它,依次循环。 最后的节点next域等于null;、

在这里插入图片描述

public ListNode deleteDuplication(ListNode pHead) {
            ListNode newHead = new ListNode(-1);  //定义一个头节点
            ListNode tmp = newHead;                //傀儡节点
            ListNode cur = pHead;                  //当前头
           while(cur!=null){                        //cur 不等于空
               if(cur.next!=null && cur.val == cur.next.val){    //cur在走的过程中有可能是相同的 
                    while(cur.next!=null && cur.val == cur.next.val){
                       cur = cur.next;
                   }//走到相同的最后一个
                   cur  = cur.next;    //在走一个就不是相同的
               }else{                //如果不是相同的
                   tmp.next = cur;    //傀儡节点的next等于下一个
                   tmp = tmp.next;    //傀儡节点往后走
                   cur = cur.next;    //cur往后走
               }
           }
        tmp.next = null;               //最后的节点的next域等于空    
        return newHead.next;            //返回傀儡节点
    }

7.链表的回文结构。

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在这里插入图片描述

代码思路: 判断回文 我们可以先找中间结点,然后翻转,依次判断是否是回文
在这里插入图片描述

 public boolean chkPalindrome(ListNode head) {
        // write code here
        if (head ==null){   //判断有没有节点
            return  true;
        }
        if (head.next ==null){  //只有一个节点的情况
            return true;
        }

        //找中间节点  定义快慢指针
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast!= null && fast.next!=null){  
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        //进行翻转
        ListNode cur = slow.next;
        while (cur!= null){
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curNext;
        }
        //判断回文
        while (slow!= head){
            if (slow.val != head.val){
                return  false;
            }
            if (head.next ==slow){  //如果是偶数 
                return true;
            }
            slow =slow.next;    //个往下一步走
            head = head.next;
        }
        return true;
    }

8.给定一个链表,判断链表中是否有环。

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在这里插入图片描述
代码思路:很简单判断有没有可以使用快慢指针:fast指针走两步,慢指针走一步,每次走完判断一下即可:
在这里插入图片描述

代码:

public boolean hasCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        while(fast!=null && fast.next!=null){
                fast = fast.next.next;  //快的走两步
                slow = slow.next;        //慢的走一步
                if(slow==fast){         //每次判断一下
                    return true;
                }
        }
        return false;
        
    }

9. 给定一个链表,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null

代码原理:/两个指针,从头结点和相遇结点,各走一步,直到相遇,相遇点即为环入口
在这里插入图片描述

public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast!=  null && fast.next !=null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(slow==fast){
                break;
            }
        }
         if(fast ==null ||fast.next ==null){
                return null;
            }
		
		//找入环第一个结点
         slow = head;
            while(fast!=slow){
                fast = fast.next;
                slow = slow.next;
            }
            return slow;
    }

10. 输入两个链表,找出它们的第一个公共结点

在线OJ

在这里插入图片描述
代码思路:既然有2个链表,我们可以让他们达到相同的位置,在让他们一起一步一步的往下走,最后他们相等则发回地址:
在这里插入图片描述
代码如下:

public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA == null){
            return null;
        }
        if(headB == null){
            return null;
        }

        //求长度
        int lenA = 0;
        int lenB = 0;

        ListNode pl= headA;  //假设pl 是最长的链表
        ListNode ps= headB;

          while(pl!=null){
            lenA++;             //计算长度差值
            pl = pl.next;
        }
        while(ps!=null){
            lenB++;
            ps = ps.next;
        }
             pl = headA ;  //上面走完已经是null  我们回到原来位置
             ps = headB ;
            
             
            int len = lenA - lenB;    //差值步
            if(len<0){
                pl = headB;
                ps = headA;
                len = lenB-lenA;     //重新 不然会是负数
            }
            
            while (len!= 0 ){  //走差值步
                pl = pl.next;
                len--;
            }
            
           while (pl!=ps){   //一起向后走
                pl = pl.next;
                ps = ps.next;
            }
            return  pl;   //返回
    }

三、面试经常问到的问题:

顺序表+单链表
1.数组和链表的区别
2.顺序表的和链表的区别
3.ArrayList和LinkedList的区别

对于上面的问题,我们有个技巧:从他们的共性出发。

1.怎么组织数据的?

  • 对于顺序表来说,底层是一个数组组成的,对于链表来说,每个数据是由节点组织的链表来说,是由节点和节点的指向之间进行组织的。

2.增删查改

  • 顺序表不适合插入和删除,(因为每次需要移动元素),但是适合查找,为什么,只要给数组一个下标,可以立马找到这个数据。
  • 链表适合插入删除,每次插入删除顺序,只需要修改指向即可。

3.ArrayLinst 和LinkedList是什么:

  • 这2个类是Java当中的集合类,他们就是封装好的顺序表和链表。
  • 强调一点:LinkedList底层是一个双向链表!(接下来学习双向链表)
    在这里插入图片描述

双向链表的认识:

双向链表:
在这里插入图片描述
和单向链表不同,双向链表多了一个prev域(前驱)

双向链表有什么用?

1.引用了前驱域,解决了单链表只能单向访问的痛点
2.对于双向链表来说,第一个节点和最后一个节点要注意:第一个节点的前驱是null,最后一个节点的后继是null

双向链表有head 和 last 保持当前节点的头节点和尾巴节点
在这里插入图片描述

有last的好处: 如果需要插入一个数据,我们可以直接插入在last后面即last.next==node,然后把node的前驱改成last,节省步骤。

接下来创建我们的双向链表吧:

 class ListNodeD {
    public int data;  //数据域
    public ListNodeD prev;	//前驱域
    public ListNodeD next;	//尾巴域

    public ListNodeD(int data) {
        this.data = data;		//构造函数给data赋值
    }
}

一、实现链表的函数操作

1.双向链表的头插法

代码思路:和单链表的差不多,不过需要注意我们有了prev这个域,
核心代码:可对比下图
node.next = this.head;
this.head.prev = node;
head = node;
在这里插入图片描述

//头插法
    public void addFirst(int data) {
        ListNodeD node = new ListNodeD(data);
        if(head == null){
            this.head = node;
        }else{
        	//按照上面的图来
            node.next = this.head; 
            this.head.prev = node;
            head = node;
        }
    }

2.双向链表的尾插法

代码思路:和单链表的差不多,不过需要注意我们有了prev这个域,

在这里插入图片描述

 //尾插法
    public void addLast(int data) {
        ListNodeD node = new ListNodeD(data);
        if (this.head==null){
                this.last = node;
                this.head = node;
        }else{
            last.next = node;
            node.prev =last;
            last =node;
        }
    }

3.任意位置插入,第一个数据节点为0号下标

代码思路:找到要插入的位置 不需要向单链表一样找前一个,注意插入合法性
在这里插入图片描述

 //找位置
    public ListNodeD findIndex(int index){
        ListNodeD cur = this.head;

        while(index!= 0){
            cur =cur.next;
            index--;
        }
        return cur;
    }

    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data) {
        if (index==0){
            addFirst(data);
            return;
        }
        if (index==size()){
            addLast(data);
            return;
        }
        if(index < 0 || index>size() ){
            System.out.println("index位置不合法");
            return;
        }else{
            ListNodeD cur = findIndex(index);
            ListNodeD node = new ListNodeD(data);
            node.next = cur;
            cur.prev.next = node;
            node.prev =cur.prev;
            cur.prev =node;
        }
    }

4.删除第一次出现关键字为key的节点

代码思路;思路很简单 就是利用好JVM回收机制,因为是双向链表我们需要考虑的域比较多,我们删除的情况也需要考虑的比较多,分为头节点删除,中间其他节点删除,和最后的尾巴节点删除,这个链表 没有什么多技巧只有多画图…

在这里插入图片描述

 public void remove(int key) {
        if(this.head==null){
            return;
        }
        ListNodeD cur = this.head;  //定义一个 cur
        while (cur!=null){     //循环遍历
            if (cur.data==key){ //判断是否等于要删除的
               //判断是不是头节点
                if(cur==this.head){    //当cur是头节点
                    this.head = this.head.next;  //让头节点等于下一个节点
                    if(this.head == null){   //如果当前的头节点是null(证明只有一个节点)
                        this.last = null;    //那么把last也给那1个节点
                    }else{
                        this.head.prev = null; //(不只一个 但是是第一个节点)把当前前驱置空
                    }
                }else{
                    cur.prev.next = cur.next;   //把当前的前一个节点的next 赋值为cur 的后面那个地址 这样cur 不被引用
                    //尾巴节点
                     if (cur.next == null){ //是尾巴节点 (证明是删除最后一个)
                          this.last = cur.prev;   // 那么把前面一个给赋值变成last
                     }else{  //中间节点
                         cur.next.prev = cur.prev;   //把前驱也改变为 已经被删除的前驱
                     }
                }
                return;
            }else{
                cur = cur.next;
            }
        }
    }

5.删除所有值为key的节点

代码思路:可以使用上面的删除 只需要把上面的代码稍微修改修改:

 public void removeAllKey(int key) {
        if(this.head==null){
            return;
        }
        ListNodeD cur = this.head;  //定义一个 cur
        while (cur!=null){     //循环遍历
            if (cur.data==key){ //判断是否等于要删除的
                //判断是不是头节点
                if(cur==this.head){    //当cur是头节点
                    this.head = this.head.next;  //让头节点等于下一个节点
                    if(this.head == null){   //如果当前的头节点是null(证明只有一个节点)
                        this.last = null;    //那么把last也给那1个节点
                    }else{
                        this.head.prev = null; //(不只一个 但是是第一个节点)把当前前驱置空
                    }
                }else{
                    cur.prev.next = cur.next;   //把当前的前一个节点的next 赋值为cur 的后面那个地址 这样cur 不被引用
                    //尾巴节点
                    if (cur.next == null){ //是尾巴节点 (证明是删除最后一个)
                        this.last = cur.prev;   // 那么把前面一个给赋值变成last
                    }else{  //中间节点
                        cur.next.prev = cur.prev;   //把前驱也改变为 已经被删除的前驱
                    }
                }
                cur = cur.next;
            }else{
                cur = cur.next;
            }
        }

和上面的代码不一样,在这里没有呢return 出去,而是继续下去一直循环,直到cur等于null在这里插入图片描述


在这里插入图片描述

好了以上就是基本的一些链表知识点,希望可以对你有一些帮助,喜欢此文可以收藏点赞感谢感谢!!!

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加:2021-09-12 20:44:24  更:2021-09-12 20:44:27 
 
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