文章目录

单链表
- 什么是单链表，链式存储结构详解
- 链表的节点
- 头节点，头指针和首元节点
单链表的实现
- 1.尾部添加新节点
- - 思路分析
  - 代码实现
  - 注意事项
- 2.按照编号插入新节点
- - 思路分析
  - 代码实现
  - 注意事项
- 3.按照编号修改节点信息
- - 思路分析
  - 代码演示
- 4.删除节点
- - 思路分析
  - 代码演示
  - 注意事项
常用对链表的操作
- 1.求单链表中有效节点的个数
- - 代码演示
- 2.查找单链表中的倒数第k个节点
- - 思路分析
  - 代码演示
  - 注意事项
- 3.单链表的反转
- - 思路分析
  - 代码演示
完整Demo

单链表

什么是单链表，链式存储结构详解

链表，别名链式存储结构或单链表，用于存储逻辑关系为 “一对一” 的数据。与顺序表不同，链表不限制数据的物理存储状态，换句话说，使用链表存储的数据元素，其物理存储位置是随机的。

例如，使用链表存储 {1,2,3}，数据的物理存储状态如图 1 所示：

我们看到，图 1 根本无法体现出各数据之间的逻辑关系。对此，链表的解决方案是，每个数据元素在存储时都配备一个指针，用于指向自己的直接后继元素。如图 2 所示：

像图 2 这样，数据元素随机存储，并通过指针表示数据之间逻辑关系的存储结构就是链式存储结构。

链表的节点

链表中每个数据的存储都由以下两部分组成：

数据元素本身，其所在的区域称为数据域；
指向直接后继元素的指针，所在的区域称为指针域；

即链表中存储各数据元素的结构如图 3 所示：

图 3 所示的结构在链表中称为节点。也就是说，链表实际存储的是一个一个的节点，真正的数据元素包含在这些节点中，如图 4 所示：

头节点，头指针和首元节点

其实，图 4 所示的链表结构并不完整。一个完整的链表需要由以下几部分构成：

头指针（含义同下问的辅助指针）：一个普通的指针，它的特点是永远指向链表第一个节点的位置。很明显，头指针用于指明链表的位置，便于后期找到链表并使用表中的数据；
节点：链表中的节点又细分为头节点、首元节点和其他节点：
头节点：其实就是一个不存任何数据的空节点，通常作为链表的第一个节点。对于链表来说，头节点不是必须的，它的作用只是为了方便解决某些实际问题；
首元节点：由于头节点（也就是空节点）的缘故，链表中称第一个存有数据的节点为首元节点。首元节点只是对链表中第一个存有数据节点的一个称谓，没有实际意义；
其他节点：链表中其他的节点；

因此，一个存储 {1,2,3} 的完整链表结构如图 5 所示：

注意：链表中有头节点时，头指针指向头节点；反之，若链表中没有头节点，则头指针指向首元节点。

单链表的实现

使用带 head 头的单向链表实现：王者荣耀英雄排行榜管理完成对英雄人物的增删改查操作。

1.尾部添加新节点

思路分析

首先要定义一个节点类，每个节点存放俩部分内容，数据域和指针域。
节点的数据域部分存放人物编号、姓名、外号。节点的指针域指向下一个节点。
编写构造器初始化数据域内容，为了显示方便，需要重写toString方法。
定义单向链表类，初始化一个头节点，整型数据初始化为0，字符类型数据初始化为空字符。注意：头节点不存放数据，作用就是表示单链表的头。
定义节点添加的方法，思路：(1)找到当前链表的最后节点，注意先判断链表是否为空。(2)将最后的节点next指向新节点，完成尾部添加。
定义显示链表方法，通过遍历输出节点的数据域。

代码实现

public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {//代码测试//先创建几个节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "铠", "绛天战甲");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "瑶妹", "遇见神鹿");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吕布", "天魔缭乱");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "貂蝉", "仲夏夜之梦");//创建一个链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();//加入singleLinkedList.add(hero1);singleLinkedList.add(hero2);singleLinkedList.add(hero3);singleLinkedList.add(hero4);//显示singleLinkedList.list();}
}//定义SingleLinkedList，管理英雄
class SingleLinkedList {//先初始化一个头节点，头节点不要动private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");//添加节点到单向链表//思路：当不考虑编号顺序时//1. 找到当前链表最后的节点//2. 将最后的节点next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量 tempHeroNode temp = head;//遍历链表，找到最后while (true) {//当找到链表的最后时，temp.next==nullif (temp.next == null) {break;}temp = temp.next;   //如果没有找到最后，将temp后移}//当推出while循环时，temp就指向了链表的最后，然后让它指向新的节点。temp.next = heroNode;}//显示链表【遍历】public void list() {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//因为头节点不可以动，因此需要一个辅助变量来遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {//判断指针是否指向最后if (temp == null) {break;}//输出节点信息System.out.println(temp);//将temp后移，一定后移！！！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;}// 为了显示方便，重写 toString 方法@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + '\'' +'}';}
}

运行结果：

HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='瑶妹', nickname='遇见神鹿'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}Process finished with exit code 0

注意事项

1.由于头节点不能动，所以在遍历的时候需要一个辅助变量，或者说是辅助指针，进行指针移动。
2.注意代码中俩次遍历链表时辅助指针的初始化区别。第一次遍历是在添加节点时找到链表最后节点，辅助指针是直接将head节点指针赋给它，是因为在最后节点的指针指向新节点之前，必须将先将该指针指向空；第二次遍历是在显示链表各个节点数据域的时候，而这次辅助指针的初始化和第一次不一样，是直接将头节点的下一个节点赋值给辅助指针，原因是头节点无数据域，所以显示数据需从含有第一个数据域的节点开始。
3.由于在代码中想要将节点的数据域输出，所以在节点类当要重写内置的toString方法。

2.按照编号插入新节点

思路分析

首先要定义一个节点类，每个节点存放俩部分内容，数据域和指针域。
节点的数据域部分存放人物编号、姓名、外号。节点的指针域指向下一个节点。
编写构造器初始化数据域内容，为了显示方便，需要重写toString方法。
定义单向链表类，初始化一个头节点，整型数据初始化为0，字符类型数据初始化为空字符。注意：头节点不存放数据，作用就是表示单链表的头。通过辅助指针找到新添加节点的位置，
定义节点插入的方法，使用辅助指针找到要插入位置的前一个位置，然后将新结点指向该位置的下一个节点，该位置的指针域指向新节点。
定义显示链表方法，通过遍历输出节点的数据域。

代码实现

代码和上述尾部添加法一样，只是多写了一个插入的方法。

public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {//代码测试//先创建几个节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "铠", "绛天战甲");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "瑶妹", "遇见神鹿");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吕布", "天魔缭乱");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "貂蝉", "仲夏夜之梦");//创建一个链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();//插入节点，按照编号的顺序singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero4);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.addByOrder(hero3);singleLinkedList.addByOrder(hero3);//显示singleLinkedList.list();}
}//定义SingleLinkedList，管理英雄
class SingleLinkedList {//先初始化一个头节点，头节点不要动private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");//添加节点到单向链表//思路：当不考虑编号顺序时//1. 找到当前链表最后的节点//2. 将最后的节点next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量 tempHeroNode temp = head;//遍历链表，找到最后while (true) {//当找到链表的最后时，temp.next==nullif (temp.next == null) {break;}temp = temp.next;   //如果没有找到最后，将temp后移}//当推出while循环时，temp就指向了链表的最后，然后让它指向新的节点。temp.next = heroNode;}//第二种方式添加英雄，根据排名编号插入（如果有这个排名，则添加失败，并给出提示）public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置//因为这是一个单链表，因此找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则无法插入HeroNode temp = head;boolean flag = false;   //flag标识添加的编号是否存在，默认为falsewhile (true) {if (temp.next == null) {   //说明temp已经在链表最后break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {   //位置找到，在temp后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的hero编号已经存在flag = true;   //说明编号存在break;}temp = temp.next;}//判断flag的值if (flag) {//不能添加，说明编号存在System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {//插入到链表中，temp的后面heroNode.next = temp.next;temp.next = heroNode;}}//显示链表【遍历】public void list() {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//因为头节点不可以动，因此需要一个辅助变量来遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {//判断指针是否指向最后if (temp == null) {break;}//输出节点信息System.out.println(temp);//将temp后移，一定后移！！！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;}// 为了显示方便，重写 toString 方法@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + '\'' +'}';}

运行结果：

准备插入的英雄的编号 3 已经存在，不能加入
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='瑶妹', nickname='遇见神鹿'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}Process finished with exit code 0

注意事项

要注意的地方则是新添加的插入方法。

1.注意辅助指针要找的位置，必须是所要插入地方的前一个位置，如果辅助指针指向后一个位置，那么下一步操作则是新节点指向后面这个位置，再下一步操作，发现并没有前驱节点无法指向新节点，“链子”也就断了。
2.另外需要注意的一个地方是，在代码中，是以编号的形式进行排序插入，所以得知道原先链表是否已经有了该编号的数据，所以得先判断，正如代码中设立flag一举动。
3.在辅助指针循环遍历判断完成之后，要将新节点指向后一个节点，而且该位置前一个节点需指向新节点，以连接好链表。

3.按照编号修改节点信息

思路分析

在修改节点信息update方法中：同样第一步先判断链表是否位空，然后借助辅助节点进行遍历查询，找到要修改的节点位置，通过flag判断是否是要修改的节点，最后进行信息更新。

新增的修改节点方法如下图：

主函数中新增的代码测试部分如下图：

代码演示

public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {//代码测试//先创建几个节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "铠", "绛天战甲");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "瑶妹", "遇见神鹿");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吕布", "天魔缭乱");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "貂蝉", "仲夏夜之梦");//创建一个链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();//加入
//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero2);
//        singleLinkedList.add(hero3);
//        singleLinkedList.add(hero4);//插入节点，按照编号的顺序singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero4);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//        singleLinkedList.addByOrder(hero3);//显示System.out.println("未修改的链表信息如下：");singleLinkedList.list();//测试修改节点的代码HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "花木兰", "麒麟志");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改之后链表的信息如下：");singleLinkedList.list();}
}//定义SingleLinkedList，管理英雄
class SingleLinkedList {//先初始化一个头节点，头节点不要动private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");//添加节点到单向链表//思路：当不考虑编号顺序时//1. 找到当前链表最后的节点//2. 将最后的节点next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量 tempHeroNode temp = head;//遍历链表，找到最后while (true) {//当找到链表的最后时，temp.next==nullif (temp.next == null) {break;}temp = temp.next;   //如果没有找到最后，将temp后移}//当推出while循环时，temp就指向了链表的最后，然后让它指向新的节点。temp.next = heroNode;}//第二种方式添加英雄，根据排名编号插入（如果有这个排名，则添加失败，并给出提示）public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置//因为这是一个单链表，因此找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则无法插入HeroNode temp = head;boolean flag = false;   //flag标识添加的编号是否存在，默认为falsewhile (true) {if (temp.next == null) {   //说明temp已经在链表最后break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {   //位置找到，在temp后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的hero编号已经存在flag = true;   //说明编号存在break;}temp = temp.next;}//判断flag的值if (flag) {//不能添加，说明编号存在System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {//插入到链表中，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，即no编号不能修改，如果编号修改，则可视为添加节点操作。//根据 newHeroNode 的 no编号 来修改即可public void update(HeroNode newHeroNode) {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//通过辅助指针找到需要修改的节点HeroNode temp = head.next;Boolean flag = false;   //表示是否找到该节点while (true) {if (temp == null) { //表示遍历链表完了，到最后了。break;}if (temp.no == newHeroNode.no) {    //已经找到索要修改的编号位置节点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 = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到该节点的情况System.out.printf("没有找到编号为%d的节点\n", newHeroNode.no);}}//显示链表【遍历】public void list() {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//因为头节点不可以动，因此需要一个辅助变量来遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {//判断指针是否指向最后if (temp == null) {break;}//输出节点信息System.out.println(temp);//将temp后移，一定后移！！！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;}// 为了显示方便，重写 toString 方法@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + '\'' +'}';}
}

运行结果：

未修改的链表信息如下：
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='瑶妹', nickname='遇见神鹿'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}
修改之后链表的信息如下：
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='花木兰', nickname='麒麟志'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}Process finished with exit code 0

4.删除节点

思路分析

删除节点的重点：

1.辅助指针所要指向的位置：待删除节点的前一个位置。
2.temp.next = temp.next.next

代码演示

新增的删除节点方法如下图：

主函数中新增的测试代码如下图：

public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {//代码测试//先创建几个节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "铠", "绛天战甲");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "瑶妹", "遇见神鹿");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吕布", "天魔缭乱");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "貂蝉", "仲夏夜之梦");//创建一个链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();//加入
//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero2);
//        singleLinkedList.add(hero3);
//        singleLinkedList.add(hero4);//插入节点，按照编号的顺序singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero4);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//        singleLinkedList.addByOrder(hero3);//显示System.out.println("未修改的链表信息如下：");singleLinkedList.list();//测试修改节点的代码HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "花木兰", "麒麟志");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改之后链表的信息如下：");singleLinkedList.list();//删除节点singleLinkedList.del(1);singleLinkedList.del(4);singleLinkedList.del(2);singleLinkedList.del(3);System.out.println("删除第一个节点后链表的信息如下：");singleLinkedList.list();}
}//定义SingleLinkedList，管理英雄
class SingleLinkedList {//先初始化一个头节点，头节点不要动private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");//添加节点到单向链表//思路：当不考虑编号顺序时//1. 找到当前链表最后的节点//2. 将最后的节点next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量 tempHeroNode temp = head;//遍历链表，找到最后while (true) {//当找到链表的最后时，temp.next==nullif (temp.next == null) {break;}temp = temp.next;   //如果没有找到最后，将temp后移}//当推出while循环时，temp就指向了链表的最后，然后让它指向新的节点。temp.next = heroNode;}//第二种方式添加英雄，根据排名编号插入（如果有这个排名，则添加失败，并给出提示）public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置//因为这是一个单链表，因此找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则无法插入HeroNode temp = head;boolean flag = false;   //flag标识添加的编号是否存在，默认为falsewhile (true) {if (temp.next == null) {   //说明temp已经在链表最后break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {   //位置找到，在temp后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的hero编号已经存在flag = true;   //说明编号存在break;}temp = temp.next;}//判断flag的值if (flag) {//不能添加，说明编号存在System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {//插入到链表中，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，即no编号不能修改，如果编号修改，则可视为添加节点操作。//根据 newHeroNode 的 no编号 来修改即可public void update(HeroNode newHeroNode) {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//通过辅助指针找到需要修改的节点HeroNode temp = head.next;Boolean flag = false;   //表示是否找到该节点while (true) {if (temp == null) { //表示遍历链表完了，到最后了。break;}if (temp.no == newHeroNode.no) {    //已经找到索要修改的编号位置节点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 = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到该节点的情况System.out.printf("没有找到编号为%d的节点\n", newHeroNode.no);}}//删除节点的代码//思路：//1. head 节点不能动，还是需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点。//2. 在比较时，是让temp.next.no 和  需要删除的节点.no 进行比较public void del(int no) {HeroNode temp = head;Boolean flag = false;   //表示是否找到待删除节点的前一个节点while (true) {if (temp.next == null) {    //已经遍历到最后了break;}if (temp.next.no == no) {   //找到要删除节点的前一个节点编号flag = true;break;}temp = temp.next;}if (flag) { //找到，可以删除了temp.next = temp.next.next;} else {System.out.printf("要删除的节点%d不存在\n", no);}}//显示链表【遍历】public void list() {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//因为头节点不可以动，因此需要一个辅助变量来遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {//判断指针是否指向最后if (temp == null) {break;}//输出节点信息System.out.println(temp);//将temp后移，一定后移！！！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;}// 为了显示方便，重写 toString 方法@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + '\'' +'}';}
}

运行结果：

未修改的链表信息如下：
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='瑶妹', nickname='遇见神鹿'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}
修改之后链表的信息如下：
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='花木兰', nickname='麒麟志'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}
删除第一个节点后链表的信息如下：
链表为空！！！Process finished with exit code 0

注意事项

1.由于是单链表，通过辅助指针要找的是被删除节点的前一个节点，否则无法删除节点。
2.被删除的节点，没有任何引用会指向它，会被Java的垃圾回收机制回收掉。

常用对链表的操作

1.求单链表中有效节点的个数

思路简单，在上述代码的基础上，直接遍历，计数器+1，就OK。需要注意的地方则是，该方法应先判断链表是否为空，如若位空，直接返回0值。

代码演示

添加一个得到节点个数的方法，如下：

    public static int getLength(HeroNode head) {if (head.next == null) {return 0;}int length = 0;//定义一个辅助变量HeroNode cur = head.next;while (cur != null) {length++;cur = cur.next;}return length;}

在链表类当中，添加返回头节点（Getter一波）的方法，是因为链表类中初始化的头节点是私有的。如下图：

主函数中的测试代码如下图：

运行结果如下图：

2.查找单链表中的倒数第k个节点

思路分析

编写一个方法，接受head节点，同时接受一个index。
index表示的是倒数第index个节点。
先把链表从头到尾遍历一遍，得到链表的总的长度 getlength。
得到size后，从链表的第一个开始遍历（size-index）个，就可以得到。
如果找到了，则返回该节点，否则返回空null。

代码演示

注意这部分代码调用到了上面第一部分中所写的代码，所有内容完整的代码在本文最后。

    public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {//判断如果链表为空，返回空nullif (head.next == null) {return null;    //表示没有找到}//第一次遍历得到链表的长度（节点个数）int size = getLength(head);//第二次遍历 size-index 位置，就是我们倒数的第k个节点。//先做一个index校验if (index <= 0 || index > size) {return null;}//定义一个辅助指针，for循环定位到倒数的index个HeroNode cur = head.next;for (int i = 0; i < size-index; i++) {cur = cur.next;}return cur;}

主函数中的测试代码如下图：

运行结果如下图：

注意事项

1.获取链表长度的方法中，要将头节点传入该方法，是因为要通过头指针定义辅助指针，原因是因为该方法卸载了链表类的外部，所以要传入。
2.在获取倒数第k个节点时，进行了俩次遍历，第一次遍历是为了获取整个链表的长度，然后再减去倒数第index个节点，就是我们要找到的节点，所以第二次遍历是则是遍历至 size-index 。
3.还有一点注意的地方则是传入index值是否合理，所以提前做一个校验。

3.单链表的反转

思路分析

反转效果图

思路:

1.先定义一个节点 reveerseHead = new HeroNode();
2.从头到位遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead的最前端。
3.原来的链表的 head.next = reverseHead.next

代码演示

    /*将单链表进行翻转【腾讯面试题】*/public static void reverseList(HeroNode head) {//如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回if (head.next == null || head.next.next == null) {return;}//定义一个辅助指针（变量），帮助我们遍历原来的链表HeroNode cur = head.next;HeroNode next = null; //指向当前节点[cur]的下一个节点HeroNode resverseHead = new HeroNode(0, "", "");//从头遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead的最前端while (cur != null) {next = cur.next; //暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用cur.next = resverseHead.next; //将cur的下一个节点指向新的链表的最前端resverseHead.next = cur; //将cur连接到新的链表上cur = next; //让cur后移}//将head.next 指向 reverseHead.next，实现单链表的翻转head.next = resverseHead.next;}

主函数测试代码：

运行结果：

原来链表的情况~~~~~~~
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}
HeroNode{no=2, name='瑶妹', nickname='遇见神鹿'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}
翻转单链表~~~~~~~~~
HeroNode{no=4, name='貂蝉', nickname='仲夏夜之梦'}
HeroNode{no=3, name='吕布', nickname='天魔缭乱'}
HeroNode{no=2, name='瑶妹', nickname='遇见神鹿'}
HeroNode{no=1, name='铠', nickname='绛天战甲'}Process finished with exit code 0

完整Demo

这里是上文所阐述针对单链表操作的完整代码。上文中所写的代码有重复的地方，是为了查看运行结果，方便核对验证。

public class SingleLinkedListDemo {public static void main(String[] args) {//代码测试//先创建几个节点HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "铠", "绛天战甲");HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "瑶妹", "遇见神鹿");HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吕布", "天魔缭乱");HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "貂蝉", "仲夏夜之梦");//创建一个链表SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();//加入singleLinkedList.add(hero1);singleLinkedList.add(hero2);singleLinkedList.add(hero3);singleLinkedList.add(hero4);//测试一下单链表的反转功能System.out.println("原来链表的情况~~~~~~~");singleLinkedList.list();System.out.println("翻转单链表~~~~~~~~~");reverseList(singleLinkedList.getHead());singleLinkedList.list();/*//插入节点，按照编号的顺序singleLinkedList.addByOrder(hero1);singleLinkedList.addByOrder(hero4);singleLinkedList.addByOrder(hero2);singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//        singleLinkedList.addByOrder(hero3);//显示System.out.println("未修改的链表信息如下：");singleLinkedList.list();//测试修改节点的代码HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "花木兰", "麒麟志");singleLinkedList.update(newHeroNode);System.out.println("修改之后链表的信息如下：");singleLinkedList.list();//删除节点singleLinkedList.del(4);System.out.println("删除第一个节点后链表的信息如下：");singleLinkedList.list();//测试得到链表节点个数System.out.println("有效的节点个数为：" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//测试倒数第k个节点HeroNode result = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 2);System.out.println("res为：" + result);*/}/*将单链表进行翻转【腾讯面试题】*/public static void reverseList(HeroNode head) {//如果当前链表为空，或者只有一个节点，无需反转，直接返回if (head.next == null || head.next.next == null) {return;}//定义一个辅助指针（变量），帮助我们遍历原来的链表HeroNode cur = head.next;HeroNode next = null; //指向当前节点[cur]的下一个节点HeroNode resverseHead = new HeroNode(0, "", "");//从头遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表reverseHead的最前端while (cur != null) {next = cur.next; //暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用cur.next = resverseHead.next; //将cur的下一个节点指向新的链表的最前端resverseHead.next = cur; //将cur连接到新的链表上cur = next; //让cur后移}//将head.next 指向 reverseHead.next，实现单链表的翻转head.next = resverseHead.next;}/*查找单链表中的倒数第k个节点【新浪面试题】思路：1.编写一个方法，接受head节点，同时接受一个index2.index表示的是倒数第index个节点3.先把链表从头到尾遍历一遍，得到链表的总的长度 getlength4.得到size后，从链表的第一个开始遍历（size-index）个，就可以得到5.如果找到了，则返回该节点，否则返回空null*/public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index) {//判断如果链表为空，返回空nullif (head.next == null) {return null;    //表示没有找到}//第一次遍历得到链表的长度（节点个数）int size = getLength(head);//第二次遍历 size-index 位置，就是我们倒数的第k个节点。//先做一个index校验if (index <= 0 || index > size) {return null;}//定义一个辅助指针，for循环定位到倒数的index个HeroNode cur = head.next;for (int i = 0; i < size-index; i++) {cur = cur.next;}return cur;}//定义获取链表长度的方法/*head：链表的头节点返回的就是有效节点的个数*/public static int getLength(HeroNode head) {if (head.next == null) {return 0;}int length = 0;//定义一个辅助变量HeroNode cur = head.next;while (cur != null) {length++;cur = cur.next;}return length;}}//定义SingleLinkedList，管理英雄
class SingleLinkedList {//先初始化一个头节点，头节点不要动private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");//返回头节点public HeroNode getHead() {return head;}//添加节点到单向链表//思路：当不考虑编号顺序时//1. 找到当前链表最后的节点//2. 将最后的节点next指向新的节点public void add(HeroNode heroNode) {//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助变量 tempHeroNode temp = head;//遍历链表，找到最后while (true) {//当找到链表的最后时，temp.next==nullif (temp.next == null) {break;}temp = temp.next;   //如果没有找到最后，将temp后移}//当推出while循环时，temp就指向了链表的最后，然后让它指向新的节点。temp.next = heroNode;}//第二种方式添加英雄，根据排名编号插入（如果有这个排名，则添加失败，并给出提示）public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置//因为这是一个单链表，因此找的temp是位于添加位置的前一个节点，否则无法插入HeroNode temp = head;boolean flag = false;   //flag标识添加的编号是否存在，默认为falsewhile (true) {if (temp.next == null) {   //说明temp已经在链表最后break;}if (temp.next.no > heroNode.no) {   //位置找到，在temp后面插入break;} else if (temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的hero编号已经存在flag = true;   //说明编号存在break;}temp = temp.next;}//判断flag的值if (flag) {//不能添加，说明编号存在System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在，不能加入\n", heroNode.no);} else {//插入到链表中，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，即no编号不能修改，如果编号修改，则可视为添加节点操作。//根据 newHeroNode 的 no编号 来修改即可public void update(HeroNode newHeroNode) {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//通过辅助指针找到需要修改的节点HeroNode temp = head.next;Boolean flag = false;   //表示是否找到该节点while (true) {if (temp == null) { //表示遍历链表完了，到最后了。break;}if (temp.no == newHeroNode.no) {    //已经找到索要修改的编号位置节点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 = newHeroNode.name;temp.nickname = newHeroNode.nickname;} else { //没有找到该节点的情况System.out.printf("没有找到编号为%d的节点\n", newHeroNode.no);}}//删除节点的代码//思路：//1. head 节点不能动，还是需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点。//2. 在比较时，是让temp.next.no 和  需要删除的节点.no 进行比较public void del(int no) {HeroNode temp = head;Boolean flag = false;   //表示是否找到待删除节点的前一个节点while (true) {if (temp.next == null) {    //已经遍历到最后了break;}if (temp.next.no == no) {   //找到要删除节点的前一个节点编号flag = true;break;}temp = temp.next;}if (flag) { //找到，可以删除了temp.next = temp.next.next;} else {System.out.printf("要删除的节点%d不存在\n", no);}}//显示链表【遍历】public void list() {//判断是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！！！");return;}//因为头节点不可以动，因此需要一个辅助变量来遍历HeroNode temp = head.next;while (true) {//判断指针是否指向最后if (temp == null) {break;}//输出节点信息System.out.println(temp);//将temp后移，一定后移！！！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;}// 为了显示方便，重写 toString 方法@Overridepublic String toString() {return "HeroNode{" +"no=" + no +", name='" + name + '\'' +", nickname='" + nickname + '\'' +'}';}
}

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数据结构，单链表讲解，并使用Java代码实现单链表增删改查【尾部添加，中间插入、修改节点、删除节点、展示链表】

文章目录

单链表

什么是单链表，链式存储结构详解

链表的节点

头节点，头指针和首元节点

单链表的实现

1.尾部添加新节点

思路分析

代码实现

注意事项

2.按照编号插入新节点

思路分析

代码实现

注意事项

3.按照编号修改节点信息

思路分析

代码演示

4.删除节点

思路分析

代码演示

注意事项

常用对链表的操作

1.求单链表中有效节点的个数

代码演示

2.查找单链表中的倒数第k个节点

思路分析

代码演示

注意事项

3.单链表的反转

思路分析

代码演示

完整Demo

数据结构，单链表讲解，并使用Java代码实现单链表增删改查【尾部添加，中间插入、修改节点、删除节点、展示链表】相关推荐

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