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单链表

链表分两种链表，一种是带头节点，一种是不带头节点的，一个节点分为data域，next域，next域指向下一个节点的地址，一次来链接所有节点。

特点：链式存储，它的每个节点在内存中并不是一定连续的。

链表是有序的列表，但是它在内存中是存储的实际结构如下图：

一. 单链表的应用实例

1.1 添加(创建)单链表和遍历

使用带head头的单向链表实现增删改查：

单链表的创建示意图(添加),显示单向链表的分析：

头节点不存放数据，主要作用链接链表，如下图

思路分析：

添加(创建)

1.先创建一个head头节点，作用就是表示单链表的头

2.后面我们每添加一个节点，就直接加入到 链表的最后遍历:

public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //进行测试
        //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");

        //创建一个链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        //加入
        singleLinkedList.add(hero1);
        singleLinkedList.add(hero2);
        singleLinkedList.add(hero3);
        singleLinkedList.add(hero4);
        singleLinkedList.list();
    }
}

//    定义singleLinkedList 管理我们的单链表
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, "", "");

    //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) {
            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
        //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        temp.next = heroNode;
    }

    //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;
        }
    }
}

//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;

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

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

输出：

HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'

这就是一个简单的添加链表节点的操作，但是上面这种方法添加节点，有缺陷，当不考虑编号顺序时，是可以这么做，就按照我们代码的执行顺序添加没问题，但是按照每个对象的编号顺序就做不到了。

1.2 按照链表的编号顺序进行添加

什么意思呢？就是按照我们的HeroNode的no编号这个字段的大小来添加，一般是按顺序从小到大。

需要按照编号的顺序添加
1.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
2.新的节点next=temp.next
3.将temp.next=新的节点

我们在上面的代码新增一个方法：

//按编号排序添加节点
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;
    //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
            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("准备插入的节点的编号 %d 已经存在了，不能加入了
", heroNode.no);
    } else {
        //插入到链表中，temp的后面
        heroNode.next = temp.next;
        temp.next = heroNode;
    }
}

main方法里面测试一下

//按编号no顺序添加
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.list();

输出

HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'

我们添加的顺序是1 3 4 2，输出是按顺序的1 2 3 4

1.3 节点的修改

还是用我们原来上面的代码新增一个update的方法。

//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;//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
", newHeroNode.no);
    }
}

main方法测试一下

//按编号no顺序添加
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);

System.out.println("修改前");
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");
singleLinkedList.list();

结果输出：

修改前
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'
修改后
HeroNode{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'
HeroNode{no=2, name='小卢', nickname='玉麒麟~~'
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'

结果是修改成功了。

1.4 删除节点

从单链表中删除一个节点的思路

1.我们先找到需要删除的这个节点的前一个节点temp。

2.temp.next=temp.next.next

3.被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制

代码：

//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) {
            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
    }
    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
", no);
    }
}

main方法测试

//按编号no顺序添加
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);

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

输出：

删除后的链表情况
HeroNode{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'
HeroNode{no=3, name='吴用', nickname='智多星'
HeroNode{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'

我们确实看到有一个节点被删掉了。