1、单链表的创建和遍历
2、求单链表中节点的个数
3、查找单链表中的倒数第k个结点(剑指offer,题15)
4、查找单链表中的中间结点
5、合并两个有序的单链表,合并之后的链表依然有序【出现频率高】(剑指offer,题17)
6、单链表的反转【出现频率最高】(剑指offer,题16)
7、删除单链表中的重复元素
8、从尾到头打印单链表(剑指offer,题5)
9、判断单链表是否有环
10、取出有环链表中,环的长度
11、单链表中,取出环的起始点(剑指offer,题56)。本题需利用上面的第8题和第9题。
12、判断两个单链表相交的第一个交点(剑指offer,题37)
1、单链表的创建和遍历:
public class LinkList{ public Node head; public Node current; //方法:向链表中添加数据 public void add(int data){ //判断链表为空的时候 if(head == null) { //如果头结点为空,说明这个链表还没有创建,那就把新的结点赋给头结点 head= new Node(data); current = head; } else{ //创建新的结点,放在当前节点的后面(把新的结点合链表进行关联) current.next = new Node(data); //把链表的当前索引向后移动一位 current = current.next; //此步操作完成之后,current结点指向新添加的那个结点 } } //方法:遍历链表(打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历 public void print(Node node) { if(node == null){ return; } current = node; while(current != null) { System.out.println(current.data); current = current.next; } } class Node { //注:此处的两个成员变量权限不能为private,因为private的权限是仅对本类访问。 int data;//数据域 Node next;//指针域 public Node(int data) { this.data = data; } } public static void main(String[] args) { LinkList list = new LinkList();//向LinkList中添加数据 for(int i = 0; i < 10; i++) { list.add(i); } list.print(list.head);//从head节点开始遍历输出 } }
上方代码中,这里面的Node节点采用的是内部类来表示(60行)。使用内部类的最大好处是可以和外部类进行私有操作的互相访问。
注:内部类访问的特点是:内部类可以直接访问外部类的成员,包括私有;外部类要访问内部类的成员,必须先创建对象。
为了方便添加和遍历的操作,在LinkList类中添加一个成员变量current,用来表示当前节点的索引(05行)。
这里面的遍历链表的方法(36行)中,参数node表示从node节点开始遍历,不一定要从head节点遍历。
2、求单链表中节点的个数:
注意检查链表是否为空。时间复杂度为O(n)。这个比较简单。
核心代码:
//方法:获取单链表的长度 public int getLength(Node head) { if(head == null){ return 0; } int length = 0; Node current = head; while(current != null){ length++; current = current.next; } return length; }
3、查找单链表中的倒数第k个结点:
3.1 普通思路:
先将整个链表从头到尾遍历一次,计算出链表的长度size,得到链表的长度之后,就好办了,直接输出第(size-k)个节点就可以了(注意链表为空,k为0,k为1,k大于链表中节点个数时的情况
)。时间复杂度为O(n),大概思路如下:
public int findLastNode(int index){ //index代表的是倒数第index的那个结点 //第一次遍历,得到链表的长度size if(head == null){ return-1; } int size=0; current = head; while(current!= null){ size++; current = current.next; } //第二次遍历,输出倒数第index个结点的数据 current = head; for(int i = 0;i < size - index; i++) { current = current.next; } return current.data; }
如果面试官不允许你遍历链表的长度,该怎么做呢?接下来就是。
3.2 改进思路:(这种思路在其他题目中也有应用)
这里需要声明两个指针:即两个结点型的变量first和second,首先让first和second都指向第一个结点,然后让second结点往后挪k-1个位置,此时first和second就间隔了k-1个位置,然后整体向后移动这两个节点,直到second节点走到最后一个结点的时候,此时first节点所指向的位置就是倒数第k个节点的位置。时间复杂度为O(n)
代码实现:(初版)
public Node findLastNode(Node head, int index){ if(head == null){ return null; } Node first = head; Node second = head; //让second结点往后挪index个位置 for(int i= 0;i < index; i++) { second = second.next; } //让first和second结点整体向后移动,直到second结点为Null while(second != null){ first = first.next; second = second.next; } //当second结点为空的时候,此时first指向的结点就是我们要找的结点 return first; }
代码实现:(最终版)(考虑k大于链表中结点个数时的情况时,抛出异常)
上面的代码中,看似已经实现了功能,其实还不够健壮:
要注意k等于0的情况;
如果k大于链表中节点个数时,就会报空指针异常,所以这里需要做一下判断。
核心代码如下:
public Node findLastNode(Node head, int k){ if(k == 0|| head == null) { return null; } Node first = head; Node second = head; //让second结点往后挪k-1个位置 for(int i = 0; i < k - 1; i++) { System.out.println("i的值是"+ i); second = second.next; if(second == null) { //说明k的值已经大于链表的长度了 //throw new NullPointerException("链表的长度小于" + k); //我们自己抛出异常,给用户以提示 return null; } } //让first结点向后挪k-1个位置 for(int i=0; i < k-1;i++) { first=first.next; } return first;//返回此时first的值即为要找点的值 }
4、查找单链表中的中间结点:
同样,面试官不允许你算出链表的长度,该怎么做呢?
思路:
和上面的第2节一样,也是设置两个指针first和second,只不过这里是,两个指针同时向前走,second指针每次走两步,first指针每次走一步,直到second指针走到最后一个结点时,此时first指针所指的结点就是中间结点。注意链表为空,链表结点个数为1和2的情况。时间复杂度为O(n)。
代码实现:
//方法:查找链表的中间结点 public Node findMidNode(Node head) { if(head == null) { return null; } Node first = head; Node second = head; //每次移动时,让second结点移动两位,first结点移动一位 while(second != null&& second.next != null) { first = first.next; second = second.next.next; } //直到second结点移动到null时,此时first指针指向的位置就是中间结点的位置 return first; }
上方代码中,当n为偶数时,得到的中间结点是第n/2 + 1个结点。比如链表有6个节点时,得到的是第4个节点。
5、合并两个有序的单链表,合并之后的链表依然有序:
这道题经常被各公司考察。
例如:
链表1:
1->2->3->4
链表2:
2->3->4->5
合并后:
1->2->2->3->3->4->4->5
解题思路:
挨着比较链表1和链表2。
这个类似于归并排序。尤其要注意两个链表都为空、和其中一个为空的情况。只需要O (1) 的空间。时间复杂度为O (max(len1,len2))
代码实现:
//两个参数代表的是两个链表的头结点 public Node mergeLinkList(Node head1, Node head2) { if(head1 == null&& head2 == null) { //如果两个链表都为空 return null; } if(head1 == null) { return head2; } if(head2 == null) { return head1; } Node head; //新链表的头结点 Node current; //current结点指向新链表 // 一开始,我们让current结点指向head1和head2中较小的数据,得到head结点 if(head1.data < head2.data) { head = head1; current = head1; head1 = head1.next; } else{ head = head2; current = head2; head2 = head2.next; } while(head1 != null && head2 != null) { if(head1.data < head2.data) { current.next = head1; //新链表中,current指针的下一个结点对应较小的那个数据 current = current.next; //current指针下移 head1 = head1.next; } else{ current.next = head2; current = current.next; head2 = head2.next; } } //合并剩余的元素 if(head1 != null) { //说明链表2遍历完了,是空的 current.next = head1; } if(head2 != null) { //说明链表1遍历完了,是空的 current.next = head2; } return head; }
代码测试:
public static void main(String[] args) { LinkList list1 = newLinkList(); LinkList list2 = newLinkList(); //向LinkList中添加数据 for(int i = 0; i < 4; i++) { list1.add(i); } for(int i = 3; i < 8; i++) { list2.add(i); } LinkList list3 = newLinkList(); list3.head = list3.mergeLinkList(list1.head, list2.head); //将list1和list2合并,存放到list3中 list3.print(list3.head);// 从head节点开始遍历输出 }
上方代码中用到的add方法和print方法和第1小节中是一致的。
6、单链表的反转:
public static Node reverse(Node head) { if (null == head) { return null; } Node pre = head; Node cur = head.next; Node next; while (null != cur) { next = cur.next; cur.next=pre; pre = cur; cur = next; } // 将原链表的头节点的下一个节点置为null,再将反转后的头节点赋给head head.next=null; return pre; } }
7、删除单链表中的重复元素:
public static int deleteDupsNew(Node head) { if (head == null) return 0; Node current = head; int x=0; while(current != null){ Node runner = current; while (runner.next != null){ if(runner.next.data == current.data){ runner.next = runner.next.next; x++; } else{ runner = runner.next; } } current = current.next; } return x; }