[Java数据结构][3]单链表以及双向链表Java代码实现

单链表Java代码实现，以水浒英雄链表为例

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单链表Java代码实现，以水浒英雄链表为例
- 定义一个英雄链表
- 定义一个SingleLinkedList 用于管理结点
- - 初始化头结点以及添加结点到单链表
  - 显示链表
  - 添加元素到指定位置
  - 修改结点信息
  - 删除元素
- 测试
- 结果
- 完整代码
双向链表
- 定义节点，注意，此时要添加一个pre信息
- 初始化头结点以及遍历双向链表
- 向双向链表最后添加元素
- 修改一个结点的内容(和单链表相同）
- 删除一个结点
- 完整代码
- 执行结果

单链表 ：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。
┌───┬───┐
│data │next │
└───┴───┘
头结点不存放数据，但存放着下一个指针的地址，其他每个指针服从上面所示存储关系，最后一个指针指向null。

定义一个英雄链表

/*** 定义结点， 每个对象是一个结点**/class HeroNode {public int no;public String name;public String nickname;public HeroNode next;   //指向下一个结点/*** 构造器* @param no* @param name* @param nickname*/public HeroNode(int no, String name, String nickname) {this.no = no;this.name = name;this.nickname = nickname;}/*** 为了显示方便，重写toString* @return*/@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='"+ nickname + "}";}

定义一个SingleLinkedList 用于管理结点

初始化头结点以及添加结点到单链表

添加时要遍历到最后一个结点，然后将指针指向要添加的结点即heroNode

//初始化头结点,头结点不要动,不存放数据private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");/*** 添加节点到单向列表* @param heroNode*/public void add(HeroNode heroNode) {// head不能动，需要辅助遍历tempHeroNode temp = head;while (true) {// 找到链表最后if (temp.next == null) {break;}//如果没有找到最后，将temp后移temp = temp.next;}//退出while时，temp就指向了链表的最后// 将最后这个节点的next指向新的结点temp.next = heroNode;}

显示链表

只要结点的next不指向空，那么就输出这个结点的信息，否则输出最后一个结点的信息然后结束。

    /**** 显示链表*/public void list() {//判断链表是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}//头节点不能动，需要辅助变量遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {// 判断是否到链表最后if (temp == null) {break;}//输出结点信息System.out.println(temp);//temp后移temp = temp.next;}}

添加元素到指定位置

当添加元素到链表中间，涉及到如下操作，头一个结点指针指向新结点，新结点的指针指向原先的后一个结点。即
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;

    /*** 添加元素到指定位置* @param heroNode*/public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为是单链表，所以我们的temp是添加位置的前一个结点HeroNode temp = head;boolean flag = false; //标志添加的编号是否存在，默认为falsewhile (true) {if (temp.next == null) { //temp已经位于链表的最后break;}if (temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，在temp的后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) { //说明希望添加的heroNode编号已然存在flag = true;break;}temp = temp.next; //后移，遍历当前链表}if (flag) {System.out.printf("准备插入的元素编号%d 已经存在了，不能加入\n", heroNode.no);} else {heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}

修改结点信息

注意判断条件，修改信息只是简单的赋值语句

 /*** 修改结点的信息* @param newHeroNode*/public void update(HeroNode newHeroNode) {//判断是否为空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; //已经遍历完了链表}if (temp.no == newHeroNode.no) {//找到flag = true;break;}temp = temp.next;}//根据flag 判断是否找到要修改的结点if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到System.out.println("没有找到需要修改的结点的信息");}}

删除元素

例如我们要把刚才添加的元素删除，
只需把next重新指向原先的后一个元素

 /** 删除元素* @param no**/public void del(int no) {HeroNode temp = head;boolean flag = false;while (true) {if (temp.next == null) { //已到链表最后break;}if (temp.next.no == no) {//找到待删除结点的前一个结点tempflag = true;break;}temp = temp.next; //temp后移}if(flag) { //找到temp.next = temp.next.next;} else{System.out.printf("要删除的%d 结点不存在\n",no);}}

测试

        //测试HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "王齐麟");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();// 加入singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.addByOrder(hero3);singleLinkedList.addByOrder(hero4);//显示singleLinkedList.list();//修改测试HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "王齐麟");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改后的链表情况");singleLinkedList.del(3);//显示singleLinkedList.list();

结果

HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='王齐麟}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头}
修改后的链表情况
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨}
HeroNode{no=2, name='小卢', nickname='王齐麟}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头}

完整代码

public class LinkedList {public static void main(String[] args) {//测试HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "王齐麟");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();// 加入singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.addByOrder(hero3);singleLinkedList.addByOrder(hero4);//显示singleLinkedList.list();//修改测试HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "王齐麟");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改后的链表情况");singleLinkedList.del(3);//显示singleLinkedList.list();}
}// 定义SingleLinkedList 管理英雄class SingleLinkedList {//初始化头结点,头结点不要动,不存放数据private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");/*** 添加节点到单向列表* @param heroNode*/public void add(HeroNode heroNode) {// head不能动，需要辅助遍历tempHeroNode temp = head;while (true) {// 找到链表最后if (temp.next == null) {break;}//如果没有找到最后，将temp后移temp = temp.next;}//退出while时，temp就指向了链表的最后// 将最后这个节点的next指向新的结点temp.next = heroNode;}/*** 添加元素到指定位置* @param heroNode*/public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为是单链表，所以我们的temp是添加位置的前一个结点HeroNode temp = head;boolean flag = false; //标志添加的编号是否存在，默认为falsewhile (true) {if (temp.next == null) { //temp已经位于链表的最后break;}if (temp.next.no > heroNode.no) { //位置找到，在temp的后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) { //说明希望添加的heroNode编号已然存在flag = true;break;}temp = temp.next; //后移，遍历当前链表}if (flag) {System.out.printf("准备插入的元素编号%d 已经存在了，不能加入\n", heroNode.no);} else {heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}/*** 修改结点的信息* @param newHeroNode*/public void update(HeroNode newHeroNode) {//判断是否为空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; //已经遍历完了链表}if (temp.no == newHeroNode.no) {//找到flag = true;break;}temp = temp.next;}//根据flag 判断是否找到要修改的结点if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到System.out.println("没有找到需要修改的结点的信息");}}/** 删除元素* @param no**/public void del(int no) {HeroNode temp = head;boolean flag = false;while (true) {if (temp.next == null) { //已到链表最后break;}if (temp.next.no == no) {//找到待删除结点的前一个结点tempflag = true;break;}temp = temp.next; //temp后移}if(flag) { //找到temp.next = temp.next.next;} else{System.out.printf("要删除的%d 结点不存在\n",no);}}/**** 显示链表*/public void list() {//判断链表是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}//头节点不能动，需要辅助变量遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {// 判断是否到链表最后if (temp == null) {break;}//输出结点信息System.out.println(temp);//temp后移temp = temp.next;}}
}/*** 定义结点， 每个对象是一个结点**/class HeroNode {public int no;public String name;public String nickname;public HeroNode next;   //指向下一个结点/*** 构造器* @param no* @param name* @param nickname*/public HeroNode(int no, String name, String nickname) {this.no = no;this.name = name;this.nickname = nickname;}/*** 为了显示方便，重写toString* @return*/@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='"+ nickname + "}";}
}

双向链表

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。

定义节点，注意，此时要添加一个pre信息

/*定义结点， 每个对象是一个结点*/
class HeroNode2 {public int no;public String name;public String nickname;public HeroNode2 next;   //指向下一个结点public HeroNode2 pre;/** 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，重写toString** @return*/@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + "}";}
}

初始化头结点以及遍历双向链表

//初始化一个头结点，不存放具体数据private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");/*返回头结点*/public HeroNode2 getHead() {return head;}/*遍历双向链表*/public void list() {//判断链表是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}//头节点不能动，需要辅助变量遍历HeroNode2 temp = head.next;while (true) {// 判断是否到链表最后if (temp == null) {break;}//输出结点信息System.out.println(temp);//temp后移temp = temp.next;}}

向双向链表最后添加元素

将原先最后一元素的next指向新结点，同时该结点指向前一结点

/*添加节点到双向列表的最后*/public void add(HeroNode2 heroNode) {// head不能动，需要辅助遍历tempHeroNode2 temp = head;while (true) {// 找到链表最后if (temp.next == null) {break;}//如果没有找到最后，将temp后移temp = temp.next;}//退出while时，temp就指向了链表的最后//形成一个双向链表temp.next = heroNode;heroNode.pre = temp;}

修改一个结点的内容(和单链表相同）

/*修改一个结点的内容，和单向链表一样*/public void update(HeroNode2 newHeroNode) {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}HeroNode2 temp = head.next;boolean flag = false;while (true) {if (temp == null) {break; //已经遍历完了链表}if (temp.no == newHeroNode.no) {//找到flag = true;break;}temp = temp.next;}//根据flag 判断是否找到要修改的结点if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到System.out.println("没有找到需要修改的结点的信息");}}

删除一个结点

删除节点需要如图所示的指针转换操作，同时要用判断语句判断是否删除的是最后一个元素，如果是则不需要改变下一个结点的pre指针，因为下一个结点为空。

    /*删除一个结点*/public void del(int no) {//判断当前链表是否为空if (head.next == null) {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;while (true) {if (temp == null) { //已到链表最后break;}if (temp.no == no) {//找到待删除结点的前一个结点tempflag = true;break;}temp = temp.next; //temp后移}if (flag) { //找到temp.pre.next = temp.next;//避免出现最后一个元素出现空指针异常，所以加上判断语句if (temp.next != null) {temp.next.pre = temp.pre;} else {System.out.printf("要删除的%d 结点不存在\n", no);}}}

完整代码

public class LinkedList2 {public static void main(String[] args) {//testSystem.out.println("双向链表测试");//创建节点HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "王齐麟");HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");//创建一个双向链表doublelinkedlist doublelinkedlist = new doublelinkedlist();doublelinkedlist.add(hero1);doublelinkedlist.add(hero2);doublelinkedlist.add(hero3);doublelinkedlist.add(hero4);doublelinkedlist.list();//修改HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(2,"公孙胜","入云龙");System.out.println("修改后~~~~");doublelinkedlist.list();//删除doublelinkedlist.del(3);System.out.println("删除后~~~~");doublelinkedlist.list();}
}/*
定义一个双向链表*/
class doublelinkedlist {//初始化一个头结点，不存放具体数据private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");/*返回头结点*/public HeroNode2 getHead() {return head;}/*遍历双向链表*/public void list() {//判断链表是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}//头节点不能动，需要辅助变量遍历HeroNode2 temp = head.next;while (true) {// 判断是否到链表最后if (temp == null) {break;}//输出结点信息System.out.println(temp);//temp后移temp = temp.next;}}/*添加节点到双向列表的最后*/public void add(HeroNode2 heroNode) {// head不能动，需要辅助遍历tempHeroNode2 temp = head;while (true) {// 找到链表最后if (temp.next == null) {break;}//如果没有找到最后，将temp后移temp = temp.next;}//退出while时，temp就指向了链表的最后//形成一个双向链表temp.next = heroNode;heroNode.pre = temp;}/*修改一个结点的内容，和单向链表一样*/public void update(HeroNode2 newHeroNode) {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空");return;}HeroNode2 temp = head.next;boolean flag = false;while (true) {if (temp == null) {break; //已经遍历完了链表}if (temp.no == newHeroNode.no) {//找到flag = true;break;}temp = temp.next;}//根据flag 判断是否找到要修改的结点if (flag) {temp.name = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到System.out.println("没有找到需要修改的结点的信息");}}/*删除一个结点*/public void del(int no) {//判断当前链表是否为空if (head.next == null) {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;while (true) {if (temp == null) { //已到链表最后break;}if (temp.no == no) {//找到待删除结点的前一个结点tempflag = true;break;}temp = temp.next; //temp后移}if (flag) { //找到temp.pre.next = temp.next;//避免出现最后一个元素出现空指针异常，所以加上判断语句if (temp.next != null) {temp.next.pre = temp.pre;} else {System.out.printf("要删除的%d 结点不存在\n", no);}}}
}/*定义结点， 每个对象是一个结点*/
class HeroNode2 {public int no;public String name;public String nickname;public HeroNode2 next;   //指向下一个结点public HeroNode2 pre;/** 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，重写toString** @return*/@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + "}";}
}

执行结果

双向链表测试
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='王齐麟}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头}
修改后~~~~
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='王齐麟}
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头}
删除后~~~~
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨}
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='王齐麟}
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头}Process finished with exit code 0