Java实现单链表SingleLinkedList增删改查及反转 逆序等

飞奔的炮台

单链表是链表的其中一种基本结构。一个最简单的结点结构如图所示，它是构成单链表的基本结点结构。在结点中数据域用来存储数据元素，指针域用于指向下一个具有相同结构的结点。 因为只有一个指针结点，称为单链表
节点类
可以根据需要，对节点属性进行修改。注意重写toString()方法，以便后续的输出操作。

//节点类
class Node {
  public int id;
  public String name;
  public Node next;
 
  public Node(int id, String name) {
    this.id = id;
    this.name = name;
  }
 
  @Override
  public String toString() {
    return "Node{" +
        "id=" + id +
        ", name='" + name + '\'' +
        '}';
  }
}

链表类（主要）
所实现的增删改查，反转，逆序等功能基本能适用。实现思路在代码中注释。

//链表类（管理节点）
class LinkedList {
  //头节点
  Node head = new Node(0,null);
 
  //链表有效数据个数（链表长度）（头节点不计）
  public int size(){
    Node temp = head;
    int size = 0;
    while (true){
      if (temp.next == null){
        break;
      }
      size++;
      temp = temp.next;
    }
    return size;
  }
 
  //展示链表
  public void list(){
    if (head.next == null){
      System.out.println("链表为空！");
      return;
    }
    Node temp = head.next;
    while (true){
      if (temp == null){
        break;
      }
      System.out.println(temp);
      temp = temp.next;
    }
  }
 
  //增(根据id从小到大)
  public void add(Node newNode){
    Node temp = head;
    while (true){ //用来找到链表尾
      if (temp.next == null) {
        break;
      }
      if (temp.id == newNode.id){
        System.out.println("要添加的节点的id已经存在，添加失败！");
        return;
      }
      if (temp.next.id > newNode.id){
        break;
      }
      temp = temp.next;
    }
    Node node = newNode;
    newNode.next = temp.next;
    temp.next = node;
  }
 
  //删(根据id匹配删除)
  public void remove(int id){
    if (head.next == null){
      System.out.println("链表为空!");
      return;
    }
    Node temp = head;
    boolean flag = false; //用来标记是否找到对应id的节点
    while (true){
      if (temp.next == null){
        break;
      }
      if (temp.next.id == id){ //找到要删除节点的前一个节点
        flag =true;
        break;
      }
      temp = temp.next;
    }
    if (flag){
      temp.next = temp.next.next;
    }else {
      System.out.println("没有找到要删除的节点，删除失败!");
    }
  }
 
  //改（根据id匹配要修改的节点）
  public void update(int id,String name){
    if (head.next == null){
      System.out.println("链表为空！");
      return;
    }
    Node temp = head;
    boolean flag = false; //用来标记是否找到对应id的节点
    while (true){
      if (temp.next == null){
        break;
      }
      if (temp.id == id){
        flag = true;
        break;
      }
      temp = temp.next;
    }
    if (flag){
      temp.name = name;
    }else {
      System.out.println("没有找到要修改的节点，修改失败！");
    }
  }
 
  //查（根据id匹配）
  public Node show(int id){
    if (head.next == null){
      System.out.println("链表为空！");
      return null;
    }
    Node temp = head.next;
    boolean flag = false;
    while (true){
      if (temp == null){
        break;
      }
      if (temp.id == id){
        flag = true;
        break;
      }
      temp = temp.next;
    }
    if (flag){
      return temp;
    }else {
      System.out.println("没有找到要查找的节点，查找失败！");
      return null;
    }
  }
 
  //查找倒数第n个节点
  public Node lastShow(int n){
    Node temp = head.next;
    int size = this.size();
    if (size < n || n <= 0){
      System.out.println("查找的节点不存在！");
      return  null;
    }
    for (int i = 0; i < size - n; i++) {
      temp = temp.next;
    }
    return temp;
  }
 
  //链表反转
  public void reverse(){
    if (head.next == null || head.next.next == null){
      return;
    }
    Node reverseHead = new Node(0,null);
    Node cur = head.next; //记录当前遍历到的节点
    Node next = null; //记录当前遍历到的节点的下一个节点
    while (true){
      if (cur == null){ //确保遍历到最后一个
        break;
      }
      next = cur.next; //保存下一个节点，避免断链
      //使得反转头节点指向遍历到的当前节点，而让遍历到的当前节点指向反转头节点的下一个节点
      // 确保遍历到的当前节点始终位于反转头节点的下一个
      cur.next = reverseHead.next;
      reverseHead.next = cur;
      //遍历
      cur = next;
    }
    head.next = reverseHead.next; //最后让原头节点指向反转头节点的下一个节点，即可实现原链表的反转
  }
 
  //逆序打印
  //方法一：先反转
  //方法二：使用栈结构
  public void reversePrint(){
    if (head.next == null){
      System.out.println("链表为空！");
      return;
    }
    Stack<Node> nodes = new Stack<>();
    Node temp = head.next;
    while (true){
      if (temp == null){
        break;
      }
      nodes.push(temp);
      temp = temp.next;
    }
    while (nodes.size() > 0){
      System.out.println(nodes.pop());
    }
  }
}

测试类

import java.util.Stack;
 
/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-14-12:55
 * @Description:
 */
//测试类
public class SingleLinkedListTest {
  public static void main(String[] args) {
 
    LinkedList linkedList = new LinkedList();
 
    Node node1 = new Node(1, "阿兰");
    Node node2 = new Node(2, "洛国富");
    Node node3 = new Node(3, "艾克森");
 
    //可以不按照id顺序添加
    linkedList.add(node1);
    linkedList.add(node3);
    linkedList.add(node2);
 
    linkedList.list();
 
    System.out.println(linkedList.size()); //链表长度
 
//    System.out.println(linkedList.lastShow(2)); //倒数查找
 
//    linkedList.update(2,"张玉宁"); //改
//
//    linkedList.remove(3); //删
//
//    System.out.println(linkedList.show(2)); //查
 
//    linkedList.reverse(); //链表反转
 
    linkedList.reversePrint(); //逆序打印
    
  }
}

小结
单链表的节点由具体数据域和指针域两部分组成，而带有头节点的单链表的头节点不存储具体数据，其指针域则指向链表的第一个有效节点，即非头节点的第一个节点。
当对单链表进行增删改查，逆序等操作时，要定义一个Node类型的辅助变量来遍历链表，而头节点注意要保持不动。
进行反转操作时，最后需要使得头节点指向反转后的链表的第一个节点，这是唯一一处使得头节点变动的地方。
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