算法面经--单链表的操作

2020-02-25 本文已影响0人永不熄灭的火焰_e306

单链表操作(附：新浪百度腾讯面试题)

一、单链表介绍

1.1 单链表在内存中的样子（物理结构）

单链表1.png

1.2 逻辑结构

单链表2.png

1.3 单链表小结

节点方式的链式存储 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

二、单连表的基本操作（建表，增删改查）---以实例说明

2.1 基本定义 -- 前提约定

//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;
  }
  //为了显示方法，我们重新toString
  @Override
  public String toString() {
  return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
  }

  //显示链表(遍历)
  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(true) {
  //判断是否到链表最后
  if(temp == null) {
  break;
  }
  //输出节点的信息
  System.out.println(temp);
  //将temp后移， 一定小心
  temp = temp.next;
  }
  }
 }

2.2 尾插法建表

2.2.1 思路

单链表3.png

添加（创建）

先创建一个head 头节点，作用就是表示单链表的头
后面我们每添加一个节点，就直接加入到链表的最后遍历：
通过一个辅助变量遍历，帮助遍历整个链表

2.2.2 代码实现

 //定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
 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遍历 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;
  }
  //如果没有找到最后, 将将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;
  }//add
 }//class

2.3 插入节点（指定位置增加一个节点）

2.3.1 思路

单链表4.png

需要按照编号的顺序添加

首先找到新添加的节点的位置, 是通过辅助变量(指针), 通过遍历来搞定
新的节点.next = temp.next
将temp.next = 新的节点

2.3.2 代码实现

 //第二种方式在添加英雄时，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
  //因为单链表，因为我们找的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; // flag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，此时temp.next为temp的下一个节点，插入节点位于两者之间
  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) { //不能添加，说明编号存在
  System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了, 不能加入\n", heroNode.no);
  } else {
  //插入到链表中, temp的后面
  heroNode.next = temp.next;
  temp.next = heroNode;
  }
  }

2.4 修改节点

2.4.1 思路

根据编号来修改，遍历找到编号就修改

2.4.2 代码实现

 //修改节点的信息, 根据no编号来修改，即no编号不能改.
  //1\. 根据 newHeroNode 的 no 来修改即可
  public void update(HeroNode newHeroNode) {
  //判断是否空
  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; //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);
  }
  }

2.5 删除节点

2.5.1 思路

单链表5.png

从单链表中删除一个节点的思路

我们先找到需要删除的这个节点的前一个节点 temp
temp.next = temp.next.next
被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收

2.5.2 代码实现

  //删除节点
      //思路
      //1\. head 不能动，因此我们需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点
      //2\. 说明我们在比较时，是temp.next.no 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的
      while(true) {
      if(temp.next == null) { //已经到链表的最后
      break;
      }
      if(temp.next.no == no) {
      //找到的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 %d 节点不存在\n", no);
      }
      }

#### 2.6  测试方法

代码：（**其中求单链表长度、逆序打印，反转，求倒数第k个节点是面试题目的测试**）

   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");

      //创建要给链表
      SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

      //加入
      singleLinkedList.add(hero1);
      singleLinkedList.add(hero4);
      singleLinkedList.add(hero2);
      singleLinkedList.add(hero3);
     
      // 测试一下单链表的反转功能
      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();

      System.out.println("测试逆序打印单链表, 没有改变链表的结构~~");
      reversePrint(singleLinkedList.getHead());

     /* 
      //加入按照编号的顺序
      singleLinkedList.addByOrder(hero1);
      singleLinkedList.addByOrder(hero4);
      singleLinkedList.addByOrder(hero2);
      singleLinkedList.addByOrder(hero3);

      //显示一把
      singleLinkedList.list();

      //测试修改节点的代码
      HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2, "小卢", "玉麒麟~~");
      singleLinkedList.update(newHeroNode);

      System.out.println("修改后的链表情况~~");
      singleLinkedList.list();

      //删除一个节点
      singleLinkedList.del(1);
      singleLinkedList.del(4);
      System.out.println("删除后的链表情况~~");
      singleLinkedList.list();

      //测试一下 求单链表中有效节点的个数
      System.out.println("有效的节点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));//2

      //测试一下看看是否得到了倒数第K个节点
      HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3);
      System.out.println("res=" + res);
     */ 

      }

三、相关面试题目

3.1 求单链表中有效节点个数

方法：遍历单链表

 //方法：获取到单链表的节点的个数(如果是带头结点的链表，需求不统计头节点)
  /**
  * 
  * @param head 链表的头节点
  * @return 返回的就是有效节点的个数
  */
  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;
  }

3.2 查找单链表中的倒数第k个结点【新浪面试题】

思路

编写一个方法，接收head节点，同时接收一个index
1. index 表示是倒数第index个节点
2. 先把链表从头到尾遍历，得到链表的总的长度 getLength
3. 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
4. 如果找到了，则返回该节点，否则返回nulll

代码：

 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;//没有找到
  }
  //第一个遍历得到链表的长度(节点个数)
  int size = getLength(head);
  //第二次遍历  size-index 位置，就是我们倒数的第K个节点
  //先做一个index的校验
  if(index <=0 || index > size) {
  return null; 
  }
  //定义给辅助变量， for 循环定位到倒数的index
  HeroNode cur = head.next; //3 // 3 - 1 = 2
  for(int i =0; i< size - index; i++) {
  cur = cur.next;
  }
  return cur;

  }

3.3 单链表的反转【腾讯面试题】

3.3.1 思路

单链表6.png

单链表7.png

思路: 1. 先定义一个节点 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reverseHead 的最前端.

原来的链表的head.next = reverseHead.next

3.3.2 代码实现（摘下节点，头插法建表）

 //将单链表反转
  public static void reversetList(HeroNode head) {
  //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
  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
  //动脑筋
  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
  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;
  }

3.4 从尾到头打印单链表【百度，要求方式1：反向遍历。方式2：Stack栈】

3.4.1 思路：

思路

方式1：先将单链表进行反转操作，然后再遍历即可，这样的做的问题是会破坏原来的单链表的结构，不建议
1. 方式2：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. 举例演示栈的使用 Stack
2. 单链表8.png

//方式2：
  //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 static void reversePrint(HeroNode head) {
  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<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
  HeroNode 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()); //stack的特点是先进后出
  }
  }

算法面经--单链表的操作

单链表操作(附：新浪百度腾讯面试题)

一、单链表介绍

1.1 单链表在内存中的样子（物理结构）

1.2 逻辑结构

1.3 单链表小结

二、单连表的基本操作（建表，增删改查）---以实例说明

2.1 基本定义 -- 前提约定

2.2 尾插法建表

2.2.1 思路

2.2.2 代码实现

2.3 插入节点（指定位置增加一个节点）

2.3.1 思路

2.3.2 代码实现

2.4 修改节点

2.4.1 思路

2.4.2 代码实现

2.5 删除节点

2.5.1 思路

2.5.2 代码实现

三、相关面试题目

3.1 求单链表中有效节点个数

3.2 查找单链表中的倒数第k个结点【新浪面试题】

3.3 单链表的反转【腾讯面试题】

3.3.1 思路

3.3.2 代码实现（摘下节点，头插法建表）

3.4 从尾到头打印单链表【百度，要求方式1：反向遍历。方式2：Stack栈】

3.4.1 思路：

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2.3.1 思路

2.3.2 代码实现

2.4 修改节点

2.4.1 思路

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2.5 删除节点

2.5.1 思路

2.5.2 代码实现

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