数据机构学习(链表)

//单链表
public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建几个节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "萧炎", "炎帝");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "叶凡", "叶天帝");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "韩立", "韩老魔");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "石昊", "荒天帝");

        //创建链表
        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(自动排序)
        singleLinkedList.add2(hero1);
        singleLinkedList.add2(hero4);
        singleLinkedList.add2(hero2);
        singleLinkedList.add2(hero3);
        singleLinkedList.add2(hero3);

        //测试修改节点的代码
//        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(3,"韩立","韩跑跑");
//        singleLinkedList.update(newHeroNode);
        //显示

        //测试删除节点的代码
//        singleLinkedList.del(1);
//        singleLinkedList.list();

        //测试求单链表有效节点的个数
        System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));

        //测试面试题2：是否得到了倒数第k个节点
        HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(),1);
        System.out.println("res = " + res);

        //测试反转链表
        System.out.println("原来链表的情况");
        singleLinkedList.list();

        System.out.println("反转单链表");
        reversetList(singleLinkedList.getHead());
        singleLinkedList.list();
    }

    //面试题1.方法：获取单链表的节点的个数：(如果带头节点，需要不统计头节点)

    /**
     * @param head 是链表的头节点
     * @return 返回的就是
     */
    public static int getLength(HeroNode head){
        if(head.next == null){  //空链表
            return 0;
        }
        int length = 0;
        //定义一个辅助的变量,这里我们没有统计头节点
        HeroNode cur = head.next;
        while (cur != null){
            length++;
            cur = cur.next; //遍历
        }
        return length;
    }

    //面试题2：方法：查找单链表中的倒数第k个节点
    //思路：1.编写一个方法，接收head节点，同时接收index
    //2.index表示倒数第index个节点
    //3.先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度
    //4.得到size后，我们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
    public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head, int index){
        //判断如果链表为空，返回null
        if(head.next == null){
            return null;
        }
        //第一个遍历得到链表的长度(节点的个数)
        int size = getLength(head);

        //第二次遍历, size-index 位置，就是我们倒数的第k个
        //先做一个index的校验
        if(index <= 0 || index > size){
            return null;
        }
        //定义一个辅助变量，for循环定位到倒数的index
        HeroNode cur = head.next;
        for(int i = 0; i < size - index; i++){
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

    //将单链表反转
    //面试题3：方法：单链表的反转
    //思路：1.先去定义一个节点reverseHead = new HeroNode();
    //2.从头到尾遍历原来的链表，每遍历一个节点，就将其取出，并放在新的链表的最前端
    //3.原来的链表的head.next = reverseHead.next
    //4.创建新的节点

    public static void reversetList(HeroNode head){
        //如果当前链表为空/只有一个节点，则无需反转
        if(head.next == null || head.next.next == null){
            return ;
        }
        //定义一个辅助的指针(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 reverseHead = new HeroNode(0,"","");
        //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;        //先暂时保存当前节点的下一个节点，因为后面需要使用
            cur.next = reverseHead.next;    //将cur的下一个节点指向新的链表的最前端
            cur = next;             //让cur后移
        }
        //将head.next指向reverseHead.next， 实现单链表的反转
        head.next = reverseHead.next;
    }
}

//定义SingleLinkedList 管理人物
class SingleLinkedList{
    //先初始化一个头节点,头节点不要动,不存放具体的数据
    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.找到当前链表最后节点
    //2.将最后这个节点的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遍历temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表，找到最后
        while (temp.next != null) {
            //找到链表的最后
            //如果没有找到最后,将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        //将最后这个节点的next 指向新的节点
        temp.next = heroNode;
    }

    //第二种添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置（若有排名，则添加失败，并给出提示）
    public void add2(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
        //temp是位于添加位置的前一个节点，否则插入不了
        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已经在链表的最后
                break;
            }
            if(temp.next.no > heroNode.no){     //位置找到，就在temp的后面插入
                break;
            }else if(temp.next.no == heroNode.no){  //说明希望添加的heroNode的编号已然存在
                flag = true;    //说明编号存在
                break;
            }
            temp = temp.next;   //后移,遍历当前链表
        }
        //判断flag的值
        if(flag){
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d 已经存在了\n",heroNode.no);
        }else{
            //插入到链表中
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    //修改节点的信息，根据编号no来修改，即no不变
    public void update(HeroNode newHeroNode){
        //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
        //定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;       //表示是否找到该节点
        while (true){
            if(temp == null){
                break;      //到链表的最后(已经遍历完链表)
            }
            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节点
        if(flag){
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
        }else{  //没有找到
            System.out.printf("没有找到编号%d的节点,不能修改\n", newHeroNode.no);
        }
    }

    //删除节点
    //1.思路
    //head节点不能动，需要辅助节点temp，找到待删除节点的前一个节点
    //我们在比较时，temp.next和需要删除的节点的no比较
    public void del(int no){
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;   //标志是否找到待删除节点
        while (true){
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            if(temp.next.no == no){
                //找到待删除节点的前一个节点temp
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;   //temp后移，遍历
        }
        //判断flag
        if(flag){   //找到
            //可以删除
            temp.next = temp.next.next;
        }else{
            System.out.printf("要删除的节点%d不存在\n", no);
        }
    }
    //遍历链表
    public void list(){
        //判断链表是否为空
        if(head.next == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (temp != null) {
            //判断是否到链表最后
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将next后移
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//定义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;       //指向下个节点

    //构造器
    public HeroNode(int hNo, String hName, String hNickname){
        this.no = hNo;
        this.name = hName;
        this.nickname = hNickname;
    }

    //为了显示方便，重写toString

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name=‘" + name + ‘\‘‘ +
                ", nickname=‘" + nickname + ‘\‘‘ +
                ‘}‘;
    }
}