數據結構與演算法【Java】02—鏈表
- 2022 年 8 月 11 日
- 筆記
- 數據結構與演算法【Java】
前言
數據 data 結構(structure)是一門 研究組織數據方式的學科，有了程式語言也就有了數據結構.學好數據結構才可以編寫出更加漂亮,更加有效率的程式碼。
- 要學習好數據結構就要多多考慮如何將生活中遇到的問題,用程式去實現解決.
- 程式 = 數據結構 + 演算法
- 數據結構是演算法的基礎, 換言之，想要學好演算法，需要把數據結構學到位
我會用數據結構與演算法【Java】這一系列的部落格記錄自己的學習過程，如有遺留和錯誤歡迎大家提出，我會第一時間改正！！！
註：數據結構與演算法【Java】這一系列的部落格參考於B站尚矽谷的影片，影片原地址為【尚矽谷】數據結構與演算法（Java數據結構與演算法）
上一篇文章數據結構與演算法【Java】01—稀疏數組與隊列
接下來進入正題!
1、鏈表簡介
1.1、鏈表的介紹和存儲結構
鏈表是有序的列表，但是它在記憶體中是存儲如下
1.2、鏈表的特點：
- 鏈表是以節點的方式來存儲, 是鏈式存儲
- 每個節點包含 data 域， next 域：指向下一個節點.
- 如圖：發現 鏈表的各個節點不一定是連續存儲.
- 鏈表分 帶頭節點的鏈表和 沒有頭節點的鏈表，根據實際的需求來確定
1.3、鏈表的邏輯結構
2、單鏈表
2.1、單鏈表的增刪改查
使用帶 head 頭的單向鏈表實現 –水滸英雄排行榜管理完成對英雄人物的增刪改查操作
- 第一種方法在添加英雄時，直接添加到鏈表的尾部
思路分析示意圖:
程式碼實現：
//添加節點到單向鏈表(在最後添加)
//思路，當不考慮編號順序時
//1. 找到當前鏈表的最後節點
//2. 將最後這個節點的next 指向 新的節點
public void add(HeroNode heroNode){
//因為head節點不能動，因此我們需要一個輔助變數 temp
HeroNode temp =head;
//遍歷鏈表找到最後
while (true){
//找到鏈表的最後
if(temp.next == null){
break;
}
//如果沒有找到最後,將temp後移
temp = temp.next;
}
//當退出while循環時，temp就指向了鏈表的最後
//將最後這個節點的next 指向 新的節點
temp.next = heroNode;
}
- 第二種方式在添加英雄時， 根據排名將英雄插入到指定位置(如果有這個排名，則添加失敗，並給出提示)
思路的分析示意圖:
程式碼實現：
//第二種方式在添加英雄時，根據排名將英雄插入到指定位置
//(如果有這個排名，則添加失敗，並給出提示)
public void addByOrder(HeroNode heroNode){
//因為head節點不能動，因此我們需要一個輔助變數 temp來幫助找到添加位置
//因為單鏈表，因為我們找的temp 是位於 添加位置的前一個節點，否則插入不了
HeroNode temp = head;
//標誌添加的標號是否存在，默認為false
boolean flag = false;
while (true){
if(temp.next == null){//在鏈表的最後
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no){//位置找到，就在temp的後面插入
break;
}else if(temp.next.no == heroNode.no ){//說明要添加的heroNode的編號已經存在
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;//後移，遍歷當前鏈表
}
//判斷flag的值
if(flag){
System.out.printf("要添加的節點編號%d已經存在，不能添加\n",heroNode.no);
}else {
//將要添加的節點插入到鏈表中，temp的後邊
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
-
修改節點功能
思路：
(1) 先找到該節點，通過遍歷
(2) temp.name = newHeroNode.name ; temp.nickname= newHeroNode.nickname
程式碼實現：
//修改節點的資訊，根據編號來修改，所以no不能變
//說明
//1. 根據 newHeroNode 的 no 來修改即可
public void update(HeroNode newHeroNode){
//判斷是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//找到需要修改的節點
//定義一個輔助變數
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;//表示是否找到該節點
while (true){
if(temp.next == null){//鏈表遍歷結束
break;
}
if(temp.no == newHeroNode.no){
//找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根據flag判斷是否找到要修改的節點
if(flag){
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
} else {
//沒找到這個節點
System.out.printf("沒有找到編號為%d的節點，不能修改\n",newHeroNode.no);
}
}
- 刪除節點
思路分析的示意圖:
程式碼實現:
//刪除節點
//思路
//1. head 不能動，因此我們需要一個temp輔助節點找到待刪除節點的前一個節點
//2. 說明我們在比較時，是temp.next.no 和 需要刪除的節點的no比較
public void del(int no){
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//是否找到
while (true){
if(temp.next == null){//遍歷結束
break;
}
if(temp.next.no == no){
//找到了待刪除節點的前一個節點temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//判斷flag
if(flag){
//找到
//可以刪除
temp.next = temp.next.next;
}else {
System.out.printf("要刪除的節點%d不存在,不能刪除\n",no);
}
}
- 顯示鏈表
//顯示鏈表（遍歷）
public void list(){
//判斷鏈表是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//因為頭節點不能動，所以需要一個輔助變數來遍歷
HeroNode temp = head.next;
while (true){
//判斷是否到鏈表最後
if(temp == null){
break;
}
//沒到最後就輸出節點的資訊
System.out.println(temp);
//將temp後移才能輸出下一個數據
temp = temp.next;
}
}
整體程式碼
public class SingleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//進行測試
//先創建節點
HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及時雨");
HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "盧俊義", "玉麒麟");
HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吳用", "智多星");
HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林沖", "豹子頭");
//創建一個鏈表
SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
//加入
// singleLinkedList.add(hero1);
// singleLinkedList.add(hero2);
// singleLinkedList.add(hero3);
// singleLinkedList.add(hero4);
//加入按照編號的順序
System.out.println("有序加入");
singleLinkedList.addByOrder(hero4);
singleLinkedList.addByOrder(hero2);
singleLinkedList.addByOrder(hero1);
singleLinkedList.addByOrder(hero3);
//顯示
singleLinkedList.list();
//測試修改節點
//創建一個新的節點
HeroNode newHero = new HeroNode(2,"盧本偉","傘兵一號");
singleLinkedList.update(newHero);
System.out.println("修改後的鏈表");
singleLinkedList.list();
//測試刪除節點
singleLinkedList.del(1);
singleLinkedList.del(8);
System.out.println("刪除後的鏈表");
singleLinkedList.list();
}
}
//定義SingleLinkedList來管理我們的英雄
class SingleLinkedList{
//先初始化一個頭節點，頭節點不要動，不存放具體的數據
private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");
//返回頭節點
public HeroNode getHead() {
return head;
}
//添加節點到單向鏈表(在最後添加)
//思路，當不考慮編號順序時
//1. 找到當前鏈表的最後節點
//2. 將最後這個節點的next 指向 新的節點
public void add(HeroNode heroNode){
//因為head節點不能動，因此我們需要一個輔助變數 temp
HeroNode temp =head;
//遍歷鏈表找到最後
while (true){
//找到鏈表的最後
if(temp.next == null){
break;
}
//如果沒有找到最後,將temp後移
temp = temp.next;
}
//當退出while循環時，temp就指向了鏈表的最後
//將最後這個節點的next 指向 新的節點
temp.next = heroNode;
}
//第二種方式在添加英雄時，根據排名將英雄插入到指定位置
//(如果有這個排名，則添加失敗，並給出提示)
public void addByOrder(HeroNode heroNode){
//因為head節點不能動，因此我們需要一個輔助變數 temp來幫助找到添加位置
//因為單鏈表，因為我們找的temp 是位於 添加位置的前一個節點，否則插入不了
HeroNode temp = head;
//標誌添加的標號是否存在，默認為false
boolean flag = false;
while (true){
if(temp.next == null){//在鏈表的最後
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no){//位置找到，就在temp的後面插入
break;
}else if(temp.next.no == heroNode.no ){//說明要添加的heroNode的編號已經存在
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;//後移，遍歷當前鏈表
}
//判斷flag的值
if(flag){
System.out.printf("要添加的節點編號%d已經存在，不能添加\n",heroNode.no);
}else {
//將要添加的節點插入到鏈表中，temp的後邊
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
}
}
//修改節點的資訊，根據編號來修改，所以no不能變
//說明
//1. 根據 newHeroNode 的 no 來修改即可
public void update(HeroNode newHeroNode){
//判斷是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//找到需要修改的節點
//定義一個輔助變數
HeroNode temp = head.next;
boolean flag = false;//表示是否找到該節點
while (true){
if(temp.next == null){//鏈表遍歷結束
break;
}
if(temp.no == newHeroNode.no){
//找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根據flag判斷是否找到要修改的節點
if(flag){
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
} else {
//沒找到這個節點
System.out.printf("沒有找到編號為%d的節點，不能修改\n",newHeroNode.no);
}
}
//刪除節點
//思路
//1. head 不能動，因此我們需要一個temp輔助節點找到待刪除節點的前一個節點
//2. 說明我們在比較時，是temp.next.no 和 需要刪除的節點的no比較
public void del(int no){
HeroNode temp = head;
boolean flag = false;//是否找到
while (true){
if(temp.next == null){//遍歷結束
break;
}
if(temp.next.no == no){
//找到了待刪除節點的前一個節點temp
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//判斷flag
if(flag){
//找到
//可以刪除
temp.next = temp.next.next;
}else {
System.out.printf("要刪除的節點%d不存在,不能刪除\n",no);
}
}
//顯示鏈表（遍歷）
public void list(){
//判斷鏈表是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//因為頭節點不能動，所以需要一個輔助變數來遍歷
HeroNode temp = head.next;
while (true){
//判斷是否到鏈表最後
if(temp == null){
break;
}
//沒到最後就輸出節點的資訊
System.out.println(temp);
//將temp後移才能輸出下一個數據
temp = temp.next;
}
}
}
//定義一個HeroNode，每一個HeroNode對象就是一個節點
class HeroNode{
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode next; //指向下一個節點
//構造器
public HeroNode(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//toString()
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
測試結果
2.2、單鏈表的常見問題
-
求單鏈表中有效節點的個數
程式碼實現：
//方法：獲取到單鏈表的節點的個數(如果是帶頭結點的鏈表，需求不統計頭節點) /** * @param head 鏈表的頭節點 * @return 返回的就是有效節點的個數 */ public static int getLength(HeroNode head){ if(head.next == null){ //這是一個帶頭節點的空鏈表 return 0; } int length = 0; //定義一個輔助的變數，沒有統計頭節點 HeroNode cur = head.next; while (cur != null){ length++; cur = cur.next;//遍歷 } return length; }測試結果：
//測試獲取到單鏈表的節點的個數 System.out.println("獲取到單鏈表的節點的個數為："+ getLength(singleLinkedList.getHead()));
-
查找單鏈表中的倒數第 k 個結點
程式碼實現：
//查找單鏈表中的倒數第k個結點 【新浪面試題】 //思路 //1. 編寫一個方法，接收head節點，同時接收一個index //2. index 表示是倒數第index個節點 //3. 先把鏈表從頭到尾遍歷，得到鏈表的總的長度 getLength //4. 得到size 後，我們從鏈表的第一個開始遍歷 (size-index)個，就可以得到(假設總共有5個，要倒數第2個，就遍歷5-2個(最開始在1號節點的位置head.next)) //5. 如果找到了，則返回該節點，否則返回null public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head,int index){ //判斷，如果鏈表為空，返回null if(head.next == null){ return null; } //第一次遍歷得到節點的個數 int size = getLength(head); //第二次遍歷(size-index)，就是我們倒數的第k個節點 //先做一個index的校驗 if(index <=0 || index>size){ return null; } //定義一個輔助變數,for循環定位到倒數的index HeroNode cur = head.next; for (int i = 0; i < size-index; i++) { cur = cur.next; } return cur; }測試結果
//測試查找單鏈表中的倒數第k個結點 【新浪面試題】 HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(), 3); System.out.println("res="+res);
-
單鏈表的反轉
思路分析：
程式碼實現：
//將單鏈表反轉
// 思路:
// 1. 先定義一個節點 reverseHead = new HeroNode();
// 2. 從頭到尾遍歷原來的鏈表，每遍歷一個節點，就將其取出，並放在新的鏈表reverseHead 的最前端.
// 3. 原來的鏈表的head.next = reverseHead.next
public static void reverseList(HeroNode head) {
//如果當前鏈表為空或者只有一個節點就無需反轉，直接返回
if (head.next == null || head.next.next == null) {
return;
}
//先定義一個輔助的指針，幫助我們遍歷原來的鏈表
HeroNode cur = head.next;
HeroNode nextOne = null;//指向當前節點【cur】的的下一個節點
HeroNode reverseHead = new HeroNode(0, "", "");
//從頭到尾遍歷原來的鏈表，每遍歷一個節點，就將其取出，並放在新的鏈表reverseHead 的最前端.
while (cur != null) {
nextOne = cur.next;//先暫時保存當前節點的下一個節點，因為後面需要使用
//如果不使用next，那麼遍歷取出當前節點就會與後一個節點斷開連接，就不能取出後一個節點了
cur.next = reverseHead.next;//將cur的下一個節點指向新的鏈表的最前端
reverseHead.next = cur;//將cur連接到新的鏈表上
cur = nextOne;//後移,指向當前節點【cur】的的下一個節點
}
//原來的鏈表的head.next = reverseHead.next,實現單鏈表的反轉
head.next = reverseHead.next;
}
測試結果：
//測試將單鏈表反轉
System.out.println("=================當前鏈表的形式==================");
singleLinkedList.list();
System.out.println("=================反轉鏈表的形式==================");
reverseList(singleLinkedList.getHead());
singleLinkedList.list();
-
從尾到頭列印單鏈表
思路分析：
程式碼實現：
//逆序列印單鏈表
//方式一： 先將單鏈表進行反轉操作，然後再遍歷即可，這樣的做的問題是會破壞原來的單鏈表的結構，不建議
//方式二：可以利用棧這個數據結構，將各個節點壓入到棧中，然後利用棧的先進後出的特點，就實現了逆序列印的效果.
public static void reversePrint(HeroNode head){
if(head.next == null){
return;//空鏈表，無法逆序列印單鏈表
}
//創建一個棧，將各個節點壓入棧中
Stack<HeroNode> stack = new Stack<>();
HeroNode cur = head.next;
//將鏈表的所有節點壓入棧中
while (cur != null){
stack.push(cur);
cur = cur.next;//後移壓入下一個節點
}
//將棧中的節點進行列印
while (stack.size()>0){
System.out.println(stack.pop());//先進後出
}
}
測試結果：
//測試逆序列印單鏈表
System.out.println("=================逆序列印單鏈表(沒有改變鏈表的結構)==================");
reversePrint(singleLinkedList.getHead());
3、雙向鏈表
3.1、雙向鏈表的增刪改查
使用帶 head 頭的雙向鏈表實現 –水滸英雄排行榜
-
單向鏈表的缺點分析:
-
單向鏈表，查找的方向只能是一個方向，而雙向鏈表可以向前或者向後查找。
-
單向鏈表不能自我刪除，需要靠輔助節點 ，而雙向鏈表，則可以自我刪除，所以前面我們單鏈表刪除
時節點，總是找到 temp,temp 是待刪除節點的前一個節點(認真體會).
-
分析雙向鏈表如何完成遍歷，添加，修改和刪除：
思路分析：
程式碼實現
package com.qjd.linkedlist;
public class DoubleLinkedListDemo {
public static void main(String[] args) {
//測試
System.out.println("雙向鏈表的測試");
//先創建節點
HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及時雨");
HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "盧俊義", "玉麒麟");
HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吳用", "智多星");
HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林沖", "豹子頭");
//創建一個雙向鏈表對象
DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
doubleLinkedList.add(hero1);
doubleLinkedList.add(hero2);
doubleLinkedList.add(hero3);
doubleLinkedList.add(hero4);
doubleLinkedList.list();
//修改
HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4,"公孫勝","入雲龍");
doubleLinkedList.update(newHeroNode);
System.out.println("修改後的鏈表情況");
doubleLinkedList.list();
//刪除
doubleLinkedList.del(3);
System.out.println("刪除後的鏈表情況");
doubleLinkedList.list();
}
}
//創建一個創建一個雙向鏈表的類
class DoubleLinkedList{
//先初始化一個頭節點，頭節點不要動，不存放具體的數據
private HeroNode2 head = new HeroNode2(0,"","");
//返回頭節點
public HeroNode2 getHead() {
return head;
}
//遍歷雙向鏈表的方法
//顯示鏈表（遍歷）
public void list(){
//判斷鏈表是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//因為頭節點不能動，所以需要一個輔助變數來遍歷
HeroNode2 temp = head.next;
while (true){
//判斷是否到鏈表最後
if(temp == null){
break;
}
//沒到最後就輸出節點的資訊
System.out.println(temp);
//將temp後移才能輸出下一個數據
temp = temp.next;
}
}
//添加（到鏈表最後）
public void add(HeroNode2 heroNode){
//因為head節點不能動，因此我們需要一個輔助變數 temp
HeroNode2 temp =head;
//遍歷鏈表找到最後
while (true){
//找到鏈表的最後
if(temp.next == null){
break;
}
//如果沒有找到最後,將temp後移
temp = temp.next;
}
//當退出while循環時，temp就指向了鏈表的最後
//構成雙向鏈表
temp.next = heroNode;
heroNode.pre = temp;
}
//修改一個節點，與單向鏈表一樣
public void update(HeroNode2 newHeroNode){
//判斷是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//找到需要修改的節點
//定義一個輔助變數
HeroNode2 temp = head.next;
boolean flag = false;//表示是否找到該節點
while (true){
if(temp == null){//鏈表遍歷結束
break;
}
if(temp.no == newHeroNode.no){
//找到
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//根據flag判斷是否找到要修改的節點
if(flag){
temp.name = newHeroNode.name;
temp.nickname = newHeroNode.nickname;
} else {
//沒找到這個節點
System.out.printf("沒有找到編號為%d的節點，不能修改\n",newHeroNode.no);
}
}
//刪除節點
//對於雙向鏈表，我們可以直接找到要刪除的節點，自我刪除
public void del(int no){
//判斷當前鏈表是否為空
if(head.next == null){
System.out.println("鏈表為空，無法刪除");
return;
}
HeroNode2 temp = head.next;
boolean flag = false;//是否找到
while (true){
if(temp == null){//遍歷結束
break;
}
if(temp.no == no){
//找到了待刪除節點
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;
}
//判斷flag
if(flag){
//找到
//可以刪除
temp.pre.next = temp.next;
//如果刪除的是最後一個節點就不需要temp.next.pre = temp.pre;，否則會出現空指針異常
if(temp.next !=null){temp.next.pre = temp.pre;}
}else {
System.out.printf("要刪除的節點%d不存在,不能刪除\n",no);
}
}
}
//定義一個HeroNode，每一個HeroNode對象就是一個節點
class HeroNode2 {
public int no;
public String name;
public String nickname;
public HeroNode2 next; //指向下一個節點,默認為空null
public HeroNode2 pre; //指向上一個節點,默認為空null
//構造器
public HeroNode2(int no, String name, String nickname) {
this.no = no;
this.name = name;
this.nickname = nickname;
}
//toString()
@Override
public String toString() {
return "HeroNode{" +
"no=" + no +
", name='" + name + '\'' +
", nickname='" + nickname + '\'' +
'}';
}
}
測試結果：
3.2、雙向鏈表順序添加
程式碼實現：
//順序添加
public void addByOrder(HeroNode2 heroNode){
//因為head節點不能動，因此我們需要一個輔助變數 temp來幫助找到添加位置
//因為單鏈表，因為我們找的temp 是位於 添加位置的前一個節點，否則插入不了
HeroNode2 temp = head;
//標誌添加的標號是否存在，默認為false
boolean flag = false;
while (true){
if(temp.next == null){//在鏈表的最後
break;
}
if(temp.next.no > heroNode.no){//位置找到，就在temp的後面插入
break;
}else if(temp.next.no == heroNode.no ){//說明要添加的heroNode的編號已經存在
flag = true;
break;
}
temp = temp.next;//後移，遍歷當前鏈表
}
//判斷flag的值
if(flag){
System.out.printf("要添加的節點編號%d已經存在，不能添加\n",heroNode.no);
}else {
//將要添加的節點插入到鏈表中，temp的後邊
heroNode.next = temp.next;
temp.next = heroNode;
temp.next.pre = heroNode;
heroNode.pre = temp;
}
}
測試結果：
//按順序添加
System.out.println("按順序添加");
doubleLinkedList.addByOrder(hero2);
doubleLinkedList.addByOrder(hero4);
doubleLinkedList.addByOrder(hero1);
doubleLinkedList.addByOrder(hero3);
doubleLinkedList.list();
4、單向環形鏈表
4.1、單向環形鏈表介紹
4.2、單向環形鏈表應用場景
Josephu(約瑟夫、約瑟夫環) 問題
-
Josephu 問題為：設編號為 1，2，… n 的 n 個人圍坐一圈，約定編號為 k（1<=k<=n）的人從 1 開始報數，數
到 m 的那個人出列，它的下一位又從 1 開始報數，數到 m 的那個人又出列，依次類推，直到所有人出列為止，由
此產生一個出隊編號的序列。
-
提示：用一個不帶頭結點的循環鏈表來處理 Josephu 問題：先構成一個有 n 個結點的單循環鏈表，然後由 k 結
點起從 1 開始計數，計到 m 時，對應結點從鏈表中刪除，然後再從被刪除結點的下一個結點又從 1 開始計數，直
到最後一個結點從鏈表中刪除演算法結束。
4.3、Josephu問題的實現
- 約瑟夫問題的流程圖示意圖
- 約瑟夫問題創建環形鏈表的思路分析圖
- 約瑟夫問題小孩出圈的思路分析圖
程式碼實現
package com.qjd.linkedlist;
public class Josepfu {
public static void main(String[] args) {
//測試
System.out.println("================創建環形鏈表=================");
CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
circleSingleLinkedList.addBoy(5);//加入5個小孩節點
circleSingleLinkedList.showBoy();
//測試小孩出圈是否正確
System.out.println("================小孩出圈=================");
circleSingleLinkedList.countBoy(1,2,5);
}
}
//創建一個環形的單向鏈表
class CircleSingleLinkedList{
//創建一個first節點，當前沒有編號
private Boy first = null;
//添加小孩節點，構建成一個環形的鏈表
public void addBoy(int nums){
//nums做一個數據校驗
if(nums < 1){
System.out.println("nums的值不正確");
return;
}
Boy curBoy = null;//輔助指針，幫助構建環形鏈表
//使用for循環來創建環形鏈表
for (int i = 1; i <= nums ; i++) {
//根據編號創建小孩節點
Boy boy = new Boy(i);
//如果是第一個小孩
if(i == 1){
first = boy;
first.setNext(first);//構成一個環
curBoy = first;//curBoy指向第一個小孩
}else {
curBoy.setNext(boy);
boy.setNext(first);
curBoy = boy;//輔助變數後移
}
}
}
//遍歷當前的環形鏈表
public void showBoy(){
//判斷鏈表是否為空
if(first == null){
System.out.println("鏈表為空");
return;
}
//因為first不能動，因此我們仍然用一個輔助指針完成遍歷
Boy curBoy = first;
while (true){
System.out.printf("小孩的編號%d\n",curBoy.getNo());
if(curBoy.getNext() == first){//遍歷完畢
break;
}
curBoy = curBoy.getNext();//後移
}
}
//根據用戶的輸入，計算出小孩出圈的順序
/**
*
* @param startNo
* 表示從第幾個小孩開始數數
* @param countNum
* 表示數幾下
* @param nums
* 表示最初有多少小孩在圈中
*/
public void countBoy(int startNo,int countNum,int nums){
//先對數據進行一個校驗
if(first == null || startNo < 1 ||startNo >nums){
System.out.println("參數輸入有誤，請重新輸入");
return;
}
//創建一個輔助指針，幫助完成小孩出圈
Boy helper = first;
//需求創建一個輔助指針(變數) helper , 事先應該指向環形鏈表的最後這個節點
while (true){
if (helper.getNext() == first){//說明helper指向最後小孩節點
break;
}
helper = helper.getNext();
}
//小孩報數前，先讓first和helper移動k-1次，實現從第k個小孩開始報數
for (int i = 0; i < startNo - 1; i++) {
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//當小孩報數時，讓first 和 helper 指針同時 的移動 m - 1 次, 然後出圈
//這裡是一個循環操作，直到圈中只有一個節點
while (true){
if (helper == first){
//圈中只有一個節點
break;
}
//讓 first 和 helper 指針同時 的移動 countNum - 1
for (int i = 0; i < countNum - 1; i++) {
first = first.getNext();
helper = helper.getNext();
}
//此時first指向的節點就是要出圈的小孩節點
System.out.printf("小孩%d出圈\n",first.getNo());
//這時將first指向的節點出圈
first = first.getNext();
helper.setNext(first);
}
System.out.printf("最後留在圈中的小孩編號為%d\n",first.getNo());
}
}
//先創建一個Boy類，表示一個節點
class Boy{
private int no;//編號
private Boy next;//指向下一個節點，默認是空
public Boy(int no) {
this.no = no;
}
public Boy() {
}
public int getNo() {
return no;
}
public void setNo(int no) {
this.no = no;
}
public Boy getNext() {
return next;
}
public void setNext(Boy next) {
this.next = next;
}
}
測試結果：
到這裡關於鏈表的數據結構與演算法就結束了，如果大家覺得有問題歡迎提出꒰ঌ( ⌯’ ‘⌯)໒꒱
