Java数据结构:单链表的实现与面试题汇总(下)

简介: 文章目录1 单链表1.1 单链表介绍1.2 单链表的实现思路分析1.2.1 单链表的创建与遍历1.2.2 单链表节点的插入与修改1.2.3 单链表节点的删除1.3 实现代码2 单链表的面试题2.1 统计单链表中有效节点数量2.2 新浪--倒数第k个节点2.3 腾讯--单链表的反转2.4 百度--逆序打印单链表


测试类

/**
 * @author 兴趣使然黄小黄
 * @version 1.0
 * 测试链表
 */
public class StudentListTest {
    public static void main(String[] args) {
        StudentNode node1 = new StudentNode("1", "黄小黄", 21);
        StudentNode node2 = new StudentNode("2", "懒羊羊", 21);
        StudentNode node3 = new StudentNode("3", "沸羊羊", 22);
        //创建单链表 录入数据 输出
        StudentLinkedList list = new StudentLinkedList();
        list.add(node1);
        list.add(node2);
        list.add(node3);
        System.out.println("遍历链表:");
        list.showList();
        //测试插入数据方法
        StudentNode node5 = new StudentNode("5", "美羊羊", 19);
        StudentNode node4 = new StudentNode("4", "暖羊羊", 19);
        list.addByOrder(node5);
        list.addByOrder(node4);
        System.out.println("\n依次插入学号为5、4的学生后:");
        list.showList();
        //测试修改方法
        System.out.println("\n测试修改方法:");
        list.update(new StudentNode("1", "祢豆子", 10));
        list.showList();
        //测试删除方法
        System.out.println("\n测试删除方法:");
        list.delete("1");
        list.delete("5");
        list.showList();
    }
}

实现结果

遍历链表:
StudentNode{no='1', name='黄小黄', age=21}--->StudentNode{no='2', name='懒羊羊', age=21}--->StudentNode{no='3', name='沸羊羊', age=22}
依次插入学号为5、4的学生后:
StudentNode{no='1', name='黄小黄', age=21}--->StudentNode{no='2', name='懒羊羊', age=21}--->StudentNode{no='3', name='沸羊羊', age=22}--->StudentNode{no='4', name='暖羊羊', age=19}--->StudentNode{no='5', name='美羊羊', age=19}
测试修改方法:
StudentNode{no='1', name='祢豆子', age=10}--->StudentNode{no='2', name='懒羊羊', age=21}--->StudentNode{no='3', name='沸羊羊', age=22}--->StudentNode{no='4', name='暖羊羊', age=19}--->StudentNode{no='5', name='美羊羊', age=19}
测试删除方法:
删除成功!
删除成功!
StudentNode{no='2', name='懒羊羊', age=21}--->StudentNode{no='3', name='沸羊羊', age=22}--->StudentNode{no='4', name='暖羊羊', age=19}
Process finished with exit code 0

2 单链表的面试题

2.1 统计单链表中有效节点数量

 /**
     * 
     * @param head 头节点
     * @return 返回有效节点个数
     */
    public static int getLength(StudentNode head){
        if (head.next == null){
            return 0;
        }
        int length = 0;
        StudentNode temp = head.next;
        while (temp != null){
            length++;
            temp = temp.next;
        }
        return length;
    }

2.2 新浪–倒数第k个节点

查找链表中倒数第k个节点


思路分析:


  1. 编写一个方法,接收head头节点和index,index表示k;
  2. 链表从头到尾遍历,求出长度(链表节点个数)size;
  3. 从第一个节点,遍历size-length次,即可找到倒数第k个节点。

参考代码:

/**
     * 获取单链表中倒数第k个节点
     * @param head 链表的头节点
     * @param index 倒数第 k 个元素
     * @return 返回倒数第 k 个元素,或者 null
     */
    public static StudentNode findLastIndexNode(StudentNode head, int index){
        //如果链表为空
        if (head.next == null){
            return null;
        }
        //得到链表的长度(节点个数)
        int size = getLength(head);
        //遍历 size-index次 得到倒数第index个节点
        //数据校验
        if (index <= 0 || index > size){
            return null;
        }
        //遍历
        StudentNode current = head.next;
        for (int i = 0; i < size - index; i++) {
            current = current.next;
        }
        return current;
    }

2.3 腾讯–单链表的反转

反转单链表

思路分析:

  1. 可以使用头插法;
  2. 以原链表为模板,每遍历一个节点,取出,并接在新链表的最前端;
  3. 原head头节点,指向新的节点;
  4. 直到遍历完为止。

参考代码:

  /**
     * 头插法反转链表
     * @param head 接收待反转的链表
     * @return 返回一个反转后的新链表
     */
    public static StudentLinkedList reverseList(StudentNode head){
        if (head.next == null){
            return null;
        }
        StudentNode old = head.next; //用于遍历旧链表
        //创建新链表,新链表根据原链表遍历得到
        StudentLinkedList newList = new StudentLinkedList();
        StudentNode newHead = newList.getHead(); //新链表的头节点
        //遍历构造
        boolean flag = true; //标记是否为第一次添加
        while (old != null){
            //头插法加入到新链表中
            StudentNode newNode = new StudentNode(old.no, old.name, old.age);
            if(flag){
                newHead.next = newNode;
                newNode.next = null;
                flag = false;
            }else {
                newNode.next = newHead.next;
                newHead.next = newNode;
            }
            old = old.next;
        }
        return newList;
    }

以上方式虽然可以实现链表的反转,但是是以返回一个新的反转链表的形式,并没有真正意义上实现原地反转,下面介绍另一种方式:

双指针:

  /**
     * 双指针就地反转链表
     * @param head 接收链表的头节点,方法中会将链表反转
     */
    public static void reverse(StudentNode head){
        //如果当前链表为空 或者只有一个节点 直接返回即可
        if (head.next == null || head.next.next == null){
            return;
        }
        //辅助指针遍历原来的链表
        StudentNode cur = head.next; //当前节点
        StudentNode next = null; //指向cur的下一个节点
        StudentNode reverseHead = new StudentNode("", "", 0);
        //遍历原来的链表,每遍历一个节点,就取出,放在新链表的最前端
        while (cur != null){
            next = cur.next; //暂时保存当前节点的下一个节点
            cur.next = reverseHead.next; //讲cur下一个节点放在链表最前端
            reverseHead.next = cur;
            cur = next; //cur后移动
        }
        head.next = reverseHead.next;
        return;
    }

2.4 百度–逆序打印单链表

从尾到头打印单链表

方式一: 先将单链表反转,然后再打印。但是这样会破坏掉原有单链表的结构,而题目要求仅仅是打印,因此不建议!

方式二: 利用栈模拟

将单链表的各个节点压入栈中,利用栈先进后出的特点,实现逆序打印。

参考代码:

    /**
     * 利用栈模拟 实现链表的逆序打印
     * @param head 链表的头节点
     */
    public static void reversePrintList(StudentNode head){
        if (head.next == null){
            return; //空链表无法打印
        }
        //创建栈模拟逆序打印
        Stack<StudentNode> stack = new Stack<>(); //栈
        StudentNode cur = head.next;
        //将链表的所有节点压入栈
        while (cur != null){
            stack.push(cur);
            cur = cur.next;
        }
        //逆序打印
        while (!stack.empty()){
            //出栈
            System.out.println(stack.pop());
        }
        return;
    }
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