链表原理及java实现的示例分析

这篇文章主要介绍了链表原理及java实现的示例分析，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

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

package com.zjn.LinkAndQueue;public class MyLink {Node head = null;// 头节点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;}}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;}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;}public int length() {int length = 0;Node tmp = head;while (tmp != null) {length++;tmp = tmp.next;}return length;}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

链表反转

  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;  }

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。

  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;  }

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 。

  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;  }

对链表进行排序

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;}

删除链表中的重复节点

  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;    }  }

从尾到头输出单链表，采用递归方式实现

  public void printListReversely(Node pListHead) {    if (pListHead != null) {      printListReversely(pListHead.next);      System.out.println("printListReversely:" + pListHead.data);    }  }

判断链表是否有环，有环情况下找出环的入口节点

  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);  }    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;  }

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