Java链表实例分析

这篇文章主要介绍了Java链表实例分析的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇Java链表实例分析文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。

1、删除值为val的所有节点

删除链表中等于给定值val的所有节点。【OJ链接】

定义两个指针prev、cur，cur指向头节点的下一个节点，prev始终指向cur的前一个结点（方便删除节点）。通过cur指针去遍历链表，和val值比较，相同就删除这个节点。最后再来比较头节点。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        ListNode prev=head;
        ListNode cur=head.next;
        while(cur!=null){
            if(cur.val==val){
                prev.next=cur.next;
                cur=cur.next;
            }else{
                prev=cur;
                cur=cur.next;
            }
        }
        if(head.val==val){
            head=head.next;
        }
        return head;
    }
}

2、反转链表

反转一个链表。【OJ链接】

在遍历链表时，将当前节点的 指针改为指向前一个节点。由于节点没有引用其前一个节点，因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前，还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        ListNode cur=head.next;
        head.next=null;
        while(cur!=null){
            ListNode curNext=cur.next;
            cur.next=head;
            head=cur;
            cur=curNext;
        }
        return head;
    }
}

3、返回链表中间节点

给定一个带有头节点的非空单链表，返回链表的中间节点。如果有两个中间节点，则返回第二个中间节点。【OJ链接】

我们可以定义两个快慢指针（fast、slow），都指向头节点。快指针每次走两步，慢指针每次走一步。链表有偶数个节点时，fast=null时slow为中间节点；链表有奇数个节点时，fast.next=null时slow为中间节点。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

4、返回链表第K个节点

输入一个链表，返回该链表中倒数第K个节点。【OJ链接】

这个题和找中间节点的思路相似。定义两个指针（fast、slow）。在K合理的前提下，我们可以让快指针先走K-1步，然后快慢指针同时向后走，当fast到达链表结尾时，slow就指向倒数第K个节点。

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
        if(k<=0||head==null){
            return null;
        }
        ListNode fast=head;
        ListNode slow=head;
        while(k-1>0){
            if(fast.next==null){
                return null;
            }
            fast=fast.next;
            //先让快节点走k-1步
            k--;
        }
        while(fast.next!=null){
            fast=fast.next;
            slow=slow.next;
        }
        return slow;
       
    }
}

5、合并有序链表

将两个有序链表合并为一个有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。【OJ链接】

解这个题，需要定义虚假节点来充当新链表的头节点。通过两个链表的头节点去遍历两个节点，去比较两个链表对应节点的值，将值小的节点连接到新链表的后面，知道两个链表遍历完，当其中一个链表为空时，直接将另一个链表连接到新链表后面即可。

class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        if(list1==null){
            return list2;
        }
        if(list2==null){
            return list1;
        }
        //创建虚拟节点，充当新链表的头节点，值不代表任何意义
        ListNode node=new ListNode(-1);
        ListNode cur=node;
        while(list1!=null&&list2!=null){
            if(list1.val<list2.val){
                cur.next=list1;
                list1=list1.next;
            }else{
                cur.next=list2;
                list2=list2.next;
            }
            cur=cur.next;
        }
        if(list1==null){
            cur.next=list2;
        }else{
            cur.next=list1;
        }
        return node.next;
    }
}

6、按值分割链表

将一个链表按照给定值X划分为两部分，所有小于X的节点排在大于或等于X的节点之前。不改变节点原来的顺序。【OJ链接】

首先我们需要定义四个指针（bs、be、as、ae）分别表示小于X部分链表的头节点和尾节点、大于X部分链表的头节点和尾节点。通过头节点遍历链表，将链表分为两部分。最后将两个链表连接起来即可。需要特别注意，当小于X部分链表不为空时，我们需要手动将ae.next置为空。

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Partition {
    public ListNode partition(ListNode pHead, int x) {
        if(pHead==null){
            return null;
        }
        ListNode bs=null;
        ListNode be=null;
        ListNode as=null;
        ListNode ae=null;
        ListNode cur=pHead;
        while(cur!=null){
            if(cur.val<x){
                if(bs==null){
                    bs=cur;
                    be=cur;
                }else{
                    be.next=cur;
                    be=cur;
                }
            }else{
                if(as==null){
                    as=cur;
                    ae=cur;
                }else{
                    ae.next=cur;
                    ae=cur;
                }
            }
            cur=cur.next;
        }
        if(bs==null){
            return as;
            //如果小于X部分为空，则直接返回大于X部分即可。此时ae.next一定为null
        }
        be.next=as;//否则连接小于X和大于X部分
        if(as!=null){
           ae.next=null;
           //当小于X部分不为空时，ae.next可能不为null，需要手动置为null
        }
        return bs;
    }
}

7、判读回文链表

判断链表是不是回文链表。【OJ链接】

首先我们需要找到链表的中间节点，然后将后半段链表反转。最后通过两边来逐步比较即可。特别注意，当链表结点个数为偶数时，因为中间节点的缘故，两边遍历时，无法相遇，需要特殊处理。

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;
    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class PalindromeList {
    public boolean chkPalindrome(ListNode A) {
        if(A==null){
            return false;
        }
        if(A.next==null){
            return true;
        }
        //求链表的中间节点
        ListNode slow=A;
        ListNode fast=A;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
        }
        //反转后半段链表
        ListNode cur=slow.next;
        while(cur!=null){
            ListNode curNext=cur.next;
            cur.next=slow;
            slow=cur;
            cur=curNext;
        }
        //判断回文链表
        while(slow!=A){
            if(slow.val!=A.val){
              return false;
           }
            if(A.next==slow){
                return true;
            }
            slow=slow.next;
            A=A.next;
        }
        return true;
    }
}

8、找两个链表的公共节点

输入两个链表，输出两个链表的第一个公共节点。没有返回NULL。【OJ链接】

两个链表相交呈现Y字型。那么两个链表长度的差肯定是未相交前两个链表节点的差。我们需要求出两个链表的长度。定义两个指针（pl、ps），让pl指向长的链表，ps指向短的链表。求出两个链表的长度差len。让pl想走len步。这样两个链表的剩余长度就相同。此时两个指针同时遍历连个链表，如果其指向一致，则两个链表相交，否则，两个链表不相交。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    //求链表长度
    public int len(ListNode head){
        int len=0;
        while(head!=null){
            head=head.next;
            len++;
        }
        return len;
    }
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA==null||headB==null){
            return null;
        }
        ListNode pl=headA;
        ListNode ps=headB;
        int lenA=len(headA);
        int lenB=len(headB);
        int len=lenA-lenB;
        if(len<0){
            //pl指向长的链表，ps指向短的链表
            pl=headB;
            ps=headA;
            len=-len;
        }
        while(len--!=0){
            pl=pl.next;
        }
        while(pl!=null){
            if(pl==ps){
                return pl;
            }
            pl=pl.next;
            ps=ps.next;
        }
        return null;
    }
}

9、判断成环链表

判断链表中是否有环。【OJ链接】

还是快慢指针。慢指针一次走一步，快指针一次走两步。两个指针从链表起始位置开始运行。如果链表带环则一定会在环中相遇，否则快指针率先走到链表的末尾。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if(head==null||head.next==null){
            return false;//链表为空或者只有一个节点时，没有环
        }
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
            if(fast==slow){
                return true;
                //如果快慢节点可以相遇，表示链表有环
            }
        }
        return false;
    }
}

10、返回成环链表的入口

给定一个链表，判断链表是否有环并返回入环的节点。如果没有环，返回NULL。【OJ链接】

让一个指针从链表的其实在位置开始遍历，同时另一个指针从上题中两只真相与的位置开始走，两个指针再次相遇时的位置肯定为环的入口

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    //判断链表是否有环，并返回第一次快慢节点相交的位置
    public ListNode hasCycle(ListNode head){
         if(head==null||head.next==null){
            return null;
        }
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast!=null&&fast.next!=null){
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
            if(slow==fast){
               return slow;
            }
        }
        return null;
    }
    //当返回的结点与头节点再次相交时，为环的入口
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode node=hasCycle(head);
        if(node==null){
            return null;
        }else{
            while(head!=node){
                head=head.next;
                node=node.next;
            }
        }
        return head;
    }
}

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