数据结构之链表

1.链表是以节点的方式来存储，是链式存储
2.每个节点包含 data 域，next 域：指向下一个节点
3.链表的各个节点不一定是连续存储
4.链表分带头节点的链表和没有头节点的链表，根据实际的需求来确定

单链表

a.增加节点思路分析
借助辅助节点，找到最后一个节点的next指向新节点
b.删除节点思路分析
借助辅助节点，找到删除节点的前一个节点temp
temp.next = temp.next.next
c.修改节点思路分析
借助辅助节点，遍历找到该节点然后修改
d.遍历链表思路分析
借助辅助节点，遍历
e.获取到单链表的节点的个数
遍历，累加
f.查找单链表中的倒数第k个节点
遍历至总长度-k的节点即为倒数第k个节点
g.单链表的反转
新建反转头节点reverseHead，遍历原链表，将节点一个个插入反转俩表的第一个节点，最后再把head.next = reverseHead.next
h.从头到尾打印单链表
用栈先进后出特性

import java.util.Stack;

public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        Node node1 = new Node(1,"1");
        Node node2 = new Node(2,"2");
        Node node3 = new Node(3,"3");
        Node node4 = new Node(4,"4");
        singleLinkedList.add(node1);
        singleLinkedList.add(node2);
        singleLinkedList.add(node3);
        singleLinkedList.add(node4);
        singleLinkedList.list();

//        singleLinkedList.del("3");
//        singleLinkedList.list();

//        singleLinkedList.update(new Node(2,"10"));
//        singleLinkedList.list();

//        singleLinkedList.reversetList();
//        singleLinkedList.list();

        singleLinkedList.reversePrint();

    }
}

class SingleLinkedList {
    //先初始化一个头节点, 头节点不要动
    private Node head = new Node(0,"");

    //添加节点到单向链表
    //1. 找到当前链表的最后节点
    //2. 将最后这个节点的next指向新的节点
    public void add(Node Node) {

        //因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历 temp
        Node temp = head;
        //遍历链表，找到最后
        while (temp.next != null) {
            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 = Node;
    }

    //修改节点的信息, 根据no编号来修改
    public void update(Node newNode) {
        //找到需要修改的节点, 根据no编号
        //定义一个辅助变量
        Node temp = head.next;
        while(temp != null) {
            if(temp.index == newNode.index) {
                temp.data = newNode.data;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

    //删除节点
    //我们在比较时，是temp.next.data和需要删除的节点的data比较
    public void del(String data) {
        Node temp = head;
        while (temp.next != null) {
            if (temp.next.data.equals(data)) {
                temp.next = temp.next.next;
                break;
            }
            temp = temp.next; //temp后移，遍历
        }
    }

    //显示链表[遍历]
    public void list() {
        Node temp = head.next;
        while (temp != null) {
            System.out.println(temp.data);
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }

    //获取到单链表的节点的个数,不统计头节点
    public int getLength() {
        int length = 0;
        Node temp = head.next;
        while (temp != null) {
            length ++;
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        return length;
    }

    //查找单链表中的倒数第k个结点
    //1. 编写一个方法，一个k
    //2. k表示是倒数第k个节点
    //3. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength
    //4. 得到size后，我们从链表的第一个开始遍历 (size-k)个，就可以得到
    //5. 如果找到了，则返回该节点，否则返回null
    public Node findLastKNode( int k) {
        //判断如果链表为空，返回null
        if(head.next == null) {
            return null;//没有找到
        }
        //第一个遍历得到链表的长度(节点个数)
        int size = getLength();
        //第二次遍历  size-k 位置，就是我们倒数的第K个节点
        //先做一个k的校验
        if(k <=0 || k > size) {
            return null;
        }
        //定义给辅助变量， for 循环定位到倒数的index
        Node temp = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
        for(int i =0; i< size-k; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        return temp;
    }

    //将单链表反转
    public void reversetList() {
        //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;
        }

        //定义一个辅助的指针(变量)，帮助我们遍历原来的链表
        Node cur = head.next;
        Node next = null;// 指向当前节点cur的下一个节点
        Node reverseHead = new Node(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第一个节点
            reverseHead.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 , 实现单链表的反转
        head.next = reverseHead.next;
    }

    //可以利用栈这个数据结构，将各个节点压入到栈中，然后利用栈的先进后出的特点，就实现了逆序打印的效果
    public void reversePrint() {
        if(head.next == null) {
            return;//空链表，不能打印
        }
        //创建要给一个栈，将各个节点压入栈
        Stack<Node> stack = new Stack<Node>();
        Node cur = head.next;
        //将链表的所有节点压入栈
        while(cur != null) {
            stack.push(cur);
            cur = cur.next; //cur后移，这样就可以压入下一个节点
        }
        //将栈中的节点进行打印,pop 出栈
        while (stack.size() > 0) {
            System.out.println(stack.pop().data); //stack的特点是先进后出
        }
    }
}

//定义Node
class Node {
    public int index;//序号
    public String data;//数据
    public Node next; //指向下一个节点

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

双向链表

双向链表的节点比单链表多一个pre节点
a.增加节点思路分析
与单链表一样，借助辅助节点，找到最后一个节点的next指向新节点，但双向链表的新节点还需指向最后一个节点

temp.next = newNode;
newNode.pre = temp;

b.删除节点思路分析
与单链表不同，可以实现节点的自我删除，找到这个节点temp

temp.pre.next = temp.next;
if(temp.next != null){
//若最后一个节点执行下面代码则会报空指针异常，temp.next = null
temp.next.pre = tem.prel; 
}

c.修改节点思路分析
与单链表一样，借助辅助节点，遍历找到该节点然后修改
d.遍历链表思路分析
与单链表一样，借助辅助节点，向后遍历

环形链表和约瑟夫问题

//TODO