數據結構之單鏈表（合並兩個單鏈表有序化、單鏈表反轉、頭插尾插，CRUD）

單鏈表

單鏈表是一種鏈式存取的數據結構，用一組地址任意的存儲單元存放線性表中的數據元素。鏈表中的數據是以結點來表示的，每個結點的構成：元素(數據元素的映象) + 指針(指示后繼元素存儲位置)，元素就是存儲數據的存儲單元，指針就是連接每個結點的地址數據。

　　看圖說話：

　　上圖是單鏈表在內存中的存儲結構,也許我們常常熟悉的單鏈表是這樣的：

 　　但是不能單純的以為它是按順序存儲，這里只是為了形象的展示單鏈表罷了，它的next域指向的不一定是按某種順序的。

接下來通過一個小Demo來全面實踐單鏈表

　　先來定義結點的屬性：假設以《水滸傳》中的一位英雄作為一個結點，no代表他的編號，name表示名字，nickname表示昵稱，next為堆中指向下一個英雄結點的地址。（請忽略屬性權限）

class HeroNode {
    public int no;
    public String name;
    public String nickname;
    public HeroNode next;

    public HeroNode(int hNo, String hName, String hNickname) {
        this.no = hNo;
        this.name = hName;
        this.nickname = hNickname;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
    }
}

　　有了結點類，就可以創建頭結點，進而實現一條單鏈表了

private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

 　　首先可以以head結點為頭結點，來加入結點，添加的方法分為 ：1、 按照編號no順序添加（即升序，但不能存在相同no） 2、尾插法   3、頭插法

1、 按照編號no順序添加（即升序，但不能存在相同no）

　　具體操作由兩行代碼搞定(也是頭插法的代碼)

 heroNode.next = temp.next;
 temp.next = heroNode;

 

 　　接着添加第二個結點（no小於第一個結點）

---

 

 

 具體代碼如下：

public void addByOrder(HeroNode heroNode) {//傳入一個結點
        HeroNode temp = head;//用一個temp變量代替head，方便遍歷
        boolean flag = false;//標記單鏈表中是否存在與heroNode節點no相同的結點
        while (true) {//遍歷單鏈表進行判斷
            if (temp.next == null)//如果頭節點指向為空，則直接跳出循環
                break;
            if (temp.next.no > heroNode.no)//傳入的結點no與單鏈表中的no比較
                break;
            if (temp.next.no == heroNode.no) {//有重復，則標記true
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;//遍歷，指向下一個結點
        }
        if (!flag) {//前兩個if跳出循環，都會執行，具體看下圖
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        } else {
            System.out.println("存在" + heroNode.no);
        }
    }

2、尾插法

public void addEnd(HeroNode heroNode) {
        // 尾插法需要遍歷單鏈表到最后一個結點的下一個結點為null的上一個結點
        HeroNode temp = head;
        while (true) {
            if (temp.next == null)
                break;
            else
                temp = temp.next;
        }
        temp.next = heroNode;
    }

3、頭插法

public void addFirst(HeroNode heroNode) {
        HeroNode temp = head;
        heroNode.next = temp.next;
        temp.next = heroNode;
    }

進行了單鏈表的添加后，就要進行簡單的更新（修改和刪除），這里就比較簡單了，注意這里的頭結點不可刪除

由於第二個結點在堆內存中沒有指向任何結點，而且沒有任何節點指向改no為2的結點，於是該對象隨后會被GC回收掉

刪除結點代碼：

public void delete(HeroNode heroNode) {
        HeroNode temp =head;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                System.out.println("鏈表為空");
                break;
            }
            if (temp.next == heroNode) {
                temp.next = heroNode.next;
                heroNode.next = null;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

修改結點代碼：

public void update(HeroNode heroNode, String name) {
        HeroNode temp = head;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                System.out.println("鏈表為空");
                break;
            }
            if (temp.next == heroNode) {
                heroNode.name = name;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

 

　　ok，到此單鏈表的增刪改查結束了，接下來進行進階：單鏈表反轉、合並兩個單鏈表並有序

單鏈表反轉(其實就是頭插法，不難)

 借助一個新的頭結點來生成反向單鏈表，最后再由原來的頭結點指向這個新的頭結點的下一個結點即可，分析圖如下：

 temp用來代替頭結點進行移動操作，next用於保存temp的下一個結點，reverseNode為輔助頭結點

 

 　　得到：

 

　　進行頭插法

 

 

 

 

 具體反轉單鏈表代碼：

public void revList() {
        // 關鍵就是借助了下面這個輔助頭節點
        HeroNode reverseNode = new HeroNode(0, "", "");
        // 下面這個是要保存當前節點的下一個節點的
        HeroNode next = null;
        HeroNode temp = head.next;// 將head后的一大串單鏈表copy一份交給temp管理
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;// 單鏈表為空
            }
            next = temp.next;// 保存下一個節點，比如當前temp->1,那么next就等於temp->2
            temp.next = reverseNode.next;// 1的next賦值為null，下一次就是2的next賦值為1
            reverseNode.next = temp;// 這一步就是上面“下一次里的next”賦值為1的操作
            temp = next;// 到這一步的時候，本次temp已經和原來的單鏈表斷開了，所以需要next提前保存temp.next
        }
        head.next = reverseNode.next;
    }

合並兩個單鏈表並有序

　　思路：將按照升序加入結點的兩個單鏈表進行升序合並。

 以此規律可得到結果：

 

 具體升序合並單鏈表代碼：

public SingleLinkedList merge(SingleLinkedList sl, SingleLinkedList sl2) {
        SingleLinkedList ss = new SingleLinkedList();
        HeroNode temp1 = sl.head.next;
        HeroNode temp2 = sl2.head.next;
        HeroNode next = null;
        while (true) {
            if (temp1 == null && temp2 == null) {//當兩個鏈表都遍歷完時
                break;
            }
            if (temp1 == null && temp2 != null) {//當其中一個鏈表還有結點,但是另一個已經遍歷完，則將此鏈表剩余部分依次加入新鏈表ss
                next=temp2.next;
                ss.addByOrder(temp2);
                temp2 = next;
            } else if (temp2 == null && temp1 != null) {//同上
                next=temp1.next;
                ss.addByOrder(temp1);
                temp1 = next;
            }
            if (temp1 != null && temp2 != null) {//都沒有遍歷完
                if (temp1.no < temp2.no) {//把no小的加入新鏈表
                    next = temp1.next;//保存下一節點
                    ss.addByOrder(temp1);//這一步會導致temp1指向改變，導致鏈表丟失
                    temp1 = next;//所以需要恢復到temp1得下一個
                } else {
                    next = temp2.next;
                    ss.addByOrder(temp2);
                    temp2 = next;
                }
            }
        }
        return ss;
    }

所有隨筆，皆為復習鞏固。如有錯誤，歡迎指正。