数据结构 - 单链表(Linked List)实现在内存中实现数据以链表形式生成并根据序号排序

下面实现一个例子来进行学习

1)介绍

单链表的逻辑结构

在这里插入图片描述

在内存中的实际结构

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

具体创建示意图:

在这里插入图片描述

2)代码实现

例子

在这里插入图片描述

1。第一个程序在添加的时候并没有按照序号排序,如果在添加的时候把位置改变输出的时候序号会改变

package DataStructures.LinkedList;

public class SingleLinedListDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //进行测试
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

        //创建要给的链表
        SingleLinkedList linkedList = new SingleLinkedList();

        //加入
        linkedList.add(hero1);
        linkedList.add(hero2);
        linkedList.add(hero3);
        linkedList.add(hero4);
        //显示
        linkedList.list();

    }
}

//定义一个SingleLinkedList 管理人物
class SingleLinkedList{
    //初始化一个头结点,头结点不要动,不存放具体数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");

    //添加节点到单链表
    //思路:当不考虑编号的顺序时
    //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(HeroNode heroNode){
        //因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助变量 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表,找到最后
        while(true){
            //找到链表的最后
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            //如果没找到,temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时temp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;
    }

    public void list(){
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null){
            return;
        }
        //因为头结点不能动,因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while(true){
            //判断链表是否为空
            if (temp == null){
                break;
            }
            //输出节点信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移,一定要
            temp = temp.next;

        }
    }

}

//定义一个heroNode,每个heroNode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

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

2。第二个程序下面的代码会进行排序,这里排序我感觉和JAVA-API的实现ComparaTo类似

下面是思路分析

在这里插入图片描述

和上面程序比新添加了一个addByOrder()方法

这样就可以在内存中实现数据以链表形式生成并根据序号排序,速度快效率高。

package DataStructures.LinkedList;

public class SingleLinedListDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //进行测试
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

        //创建要给的链表
        SingleLinkedList linkedList = new SingleLinkedList();

        //加入(按照加入的顺序)
//        linkedList.add(hero1);
//        linkedList.add(hero2);
//        linkedList.add(hero3);
//        linkedList.add(hero4);

        //加入(按照no序号排序)
        linkedList.addByOrder(hero1);
        linkedList.addByOrder(hero4);
        linkedList.addByOrder(hero2);
        linkedList.addByOrder(hero3);
        linkedList.addByOrder(hero3);


        //显示
        linkedList.list();

    }
}

//定义一个SingleLinkedList 管理人物
class SingleLinkedList{
    //初始化一个头结点,头结点不要动,不存放具体数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");

    //添加节点到单链表
    //思路:当不考虑编号的顺序时
    //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(HeroNode heroNode){
        //因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助变量 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表,找到最后
        while(true){
            //找到链表的最后
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            //如果没找到,temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时temp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;
    }

    //第二种方式在添加人物的时候,根据排名将英雄插入到指定位置
    //(如果有这个排名,则添加失败,并给出提示)
    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
        //因为头结点不能动,我们仍然需要通过一个辅助变量来帮助找到添加的位置
        //因为单链表,因此我们找的temp是位于添加位置的前一个节点,否则插入不了,因为前一个节点next才可以找到新插入的
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;
        while (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,就在temp后面插入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no){//说明新添加的编号存在
                flag = true;//说明编号存在
                break;
            }
            temp = temp.next; //后移
        }
        //判断flag 的值
        if(flag){//不能添加,已经存在
            System.out.printf("人物编号%d 已经存在,不能添加\n",heroNode.no);
        } else {
            //插入到链表中,temp后
            heroNode.next = temp.next; //连接新的节点的next和下一个的data
            temp.next = heroNode;  //连接上一个节点的next和新节点的数据
        }
    }

    public void list(){
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null){
            return;
        }
        //因为头结点不能动,因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while(true){
            //判断链表是否为空
            if (temp == null){
                break;
            }
            //输出节点信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移,一定要
            temp = temp.next;

        }
    }

}

//定义一个heroNode,每个heroNode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

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

下面进行修改节点信息,根据no,no不能变,在SingleLinkedList中添加方法

//修改节点信息,根据no来修改,no不能改变
    public void updata(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;
        while (true){
            if (temp == null){
                break;//已经遍历完
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no){
                //找到
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag ,是否找到需要修改的
        if (flag){
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickName = newHeroNode.nickName;
        }else {//没找到
            System.out.printf("没有找到编号:%d 的节点,不能修改",newHeroNode.no);
        }
    }

测试代码

        //显示(修改前)
        System.out.println("显示(修改前)");
        linkedList.list();
        //测试修改节点的代码
        HeroNode hero5 = new HeroNode(2, "chun", "chunchun");
        linkedList.updata(hero5);
        //显示(修改后)
        System.out.println("显示(修改后)");
        linkedList.list();

根据no来删除节点,遍历链表,找到no节点的前一个位置,让no前一个位置的next指向no的后一个位置的数据

    //删除节点
    //思路:
    // 1.先找到需要删除的这个节点的前一个节点,
    // 2.temp.next = temp.next.next
    // 被删除的节点没有引用指向,会被GC回收
    public void delete(int no){

        if (head.next == null){
            System.out.println("链表为空,不能删除");
            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;
        boolean flag = false;//标记是否找到待删除的节点
        while (true){
            if (temp.next == null){ //节点遍历完毕
                break;
            }
            if (temp.next.no == no){//找到节点no
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next; //temp后移
        }
        if (flag){//找到no
            temp.next = temp.next.next;
        }else {
            System.out.printf("链表里没有no为:%d 的节点\n",no);
        }

    }

测试代码

        //删除节点
        linkedList.delete(2);
        System.out.println("显示删除后");
        linkedList.list();

        linkedList.delete(2);
        System.out.println("显示删除后");
        linkedList.list();
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