1、使用java实现单链表

建立Node节点类的代码如下

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public class Node {
Integer data;
Node next;

public Node(Integer data) {
this.data = data;
}

@Override
public String toString() {
return "Node{" +
"data=" + data +
'}';
}
}

建立链表类并编写链表类的添加节点和遍历方法

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public class LinkedList {
Node head;

/***
* 添加节点的方法
* @param node 待添加节点
*/
public void addNode(Node node) {
if(this.head == null) {
//如果当前头节点为空,那么将传入的节点作为头节点
this.head = node;
return;
}
//由于单链表的头节点不可移动,所以我们使用一个临时指针来辅助我们添加节点。
Node temp = head;
while(true) {
if(temp.next == null) {
break;
}
temp = temp.next;
}
//退出循环时,temp节点指向链表最后一个节点,此时将传入节点挂在temp之后即可
temp.next = node;
}

/***
* 遍历链表的方法
*/
public void list() {
if(this.head == null) {
System.out.println("链表为空,无法遍历!");
return;
}
Node temp = head;
while(true) {
if(temp == null) {
break;
}
System.out.println(temp);
temp = temp.next;
}
}
}

2、编写代码实现单链表的反转

这里使用递归来完成单链表的反转,这个算法的思路大体如下

  • 假设现在有一条单链表:1-2-3-4-NULL,在每次进入倒置函数reverse之前,需要对传入的节点进行判断,当传入的节点为空或者传入节点的next指针域为空时,证明该链表不需要反转,直接返回该节点。
  • 当传入节点的指针域不为空时,将该节点的下一个节点的next域指向自己,同时将该节点的next指针域置为空,这样就形成了局部意义上的链表节点反转,由于我们使用了递归,并设置了递归退出条件(当前传入节点为空或者当前传入节点的next指针域为空),所以我们可以使用这个思路,完成对链表的反转

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实现代码如下

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/***
*
* @param head
* @return
*/
public static Node reverse(Node head) {
if(head == null || head.next == null) {
//如果进入这个if块中,证明当前head与其之后结点形成的链表不需要反转
//例如1-2-3-4中的4不需要反转,直接返回该节点即可
return head;
}
//如果链表长度大于等于2,进行递归
Node reverseNode = reverse(head.next);
//将当前节点下一个节点的next指针域指向自己
head.next.next = head;
//将当前节点的next指针域置空
head.next = null;
return reverseNode;
}

创建一个链表:1-2-3-4-5,测试代码与结果如下

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LinkedList linkedList = new LinkedList();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
linkedList.addNode(new Node(i + 1));
}
System.out.println("反转前:");
linkedList.list();
LinkedList reverseList = new LinkedList(reverse(linkedList.head));
System.out.println("反转后:");
reverseList.list();
  • 结果

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3、将两个有序单链表合并为一个有序单链表

将A链表:1-2-3-null与B链表2-3-6-null合并为一张有序链表,解题思路如下

  • 新建一个链表temp,然后使用指针遍历AB链表,对每一次遍历出来的节点的data值进行比较,将data值较小的节点从原链表中摘除,然后加到temp链表中,直到有一条链表被摘空。
  • 此时如果A链表被摘空,那么将B链表剩余的节点挂在temp节点的最后面,由于B链表和temp链表本来就是有序的,所以得出的结果仍然是一个有序列表,反之亦然。

代码实现

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/***
* 合并两个有序链表
* @param list1 链表1
* @param list2 链表2
* @return
*/
public static LinkedList mergeTwoList(LinkedList list1,LinkedList list2) {
//创建一个
LinkedList temp = new LinkedList(new Node(Integer.MIN_VALUE));
Node cur = temp.head;
while(list1.head != null && list2.head != null) {
if(list1.head.data < list2.head.data) {
cur.next = list1.head;
list1.head = list1.head.next;
} else {
cur.next = list2.head;
list2.head = list2.head.next;
}
//每一次循环后都需要将cur后移
cur = cur.next;
}
//退出循环时,至少有一个链表为空
//如果是第一个链表为空,那么将cur.next指向第二个链表的头节点,由于第二个链表本身就是有序的,所以合并后仍然有序
if(list1.head == null) {
cur.next = list2.head;
}
if(list2.head == null) {
cur.next = list1.head;
}
//由于temp的第一个节点为MIN_VALUE,为无效节点,所以返回下一个
return new LinkedList(temp.head.next);
}

测试代码及结果

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LinkedList list1 = new LinkedList();
list1.addNode(new Node(1));
list1.addNode(new Node(2));
list1.addNode(new Node(4));
System.out.println("链表1为:");
list1.list();

LinkedList list2 = new LinkedList();
list2.addNode(new Node(1));
list2.addNode(new Node(3));
list2.addNode(new Node(4));
System.out.println("链表2为:");
list2.list();

LinkedList result = mergeTwoList(list1,list2);
System.out.println("合并结果为:");
result.list();
  • 结果

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4、返回链表中倒数第K个结点

返回链表倒数第K个结点,结题思路如下

  • 创建两个指针before和after,并将其指向链表头节点head
  • 先让after结点前进k步,如果在此过程中after结点已经走出链表的范围(即移动过程中after已为空),那么证明输入的k不合法,此时返回null。
  • 完成上一步的操作后,进行循环并使before和after同时进行移动,直到after为空时退出循环,此时before指向的元素即为链表的倒数第k个结点。

代码实现

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/***
* 获取链表的倒数第k个结点
* @param list 链表
* @param k
* @return
*/
public static Node getKthFromEnd(LinkedList list,int k) {
if(list.head == null || list == null || k < 0) {
return null;
}
Node before = list.head;
Node after = list.head;
for (int i = 0;i < k;i++) {
if(after == null) {
return null;
}
after = after.next;
}
while(after != null) {
before = before.next;
after = after.next;
}
return before;
}

测试代码以及结果,这里的链表使用上面合并链表的结果

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LinkedList result = mergeTwoList(list1,list2);
System.out.println("合并结果为:");
result.list();

System.out.println("倒数第3个结点值为:" + getKthFromEnd(result,2));
  • 结果

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