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单向链表和双向链表的区别？

发布时间：2024-06-01

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来源：未知

一、单向链表和双向链表的区别？

单向链表：单向链表包含两个域，一个是信息域，一个是指针域。也就是单向链表的节点被分成两部分，一部分是保存或显示关于节点的信息，第二部分存储下一个节点的地址，而最后一个节点则指向一个空值。

优点：单向链表增加删除节点简单。遍历时候不会死循环。

（双向也不会死循环，循环链表忘了进行控制的话很容易进入死循环）；缺点：只能从头到尾遍历。只能找到后继，无法找到前驱，也就是只能前进。

双向链表：每个节点有2个链接，一个是指向前一个节点（当此链接为第一个链接时，指向的是空值或空列表），另一个则指向后一个节点（当此链接为最后一个链接时，指向的是空值或空列表）。意思就是说双向链表有2个指针，一个是指向前一个节点的指针，另一个则指向后一个节点的指针。

优点：可以找到前驱和后继，可进可退；缺点：增加删除节点复杂。

二、线性链表和循环链表的区别？

线性表顺序存储结构：用数组（连续存放的）来存储的线性表就是顺序表；

线性表链式存储结构: 存储在链表上:单链表，双链表，循环链表. 栈和队列：只是属于逻辑上的概念，实际中不存在，仅仅是一种思想，一种理念；栈和队列的实现可以用顺序存储结构或链式存储结构。

当线性表需要频繁查找，较少插入和删除时，宜采用顺序存储结构。若需要频繁插入和删除，宜采用单链表

三、循环链表是什么？

循环链表是一种特殊的链表，其中最后一个节点指向第一个节点，形成一个环状结构。与普通链表不同的是，循环链表可以通过任意节点开始遍历整个链表。

这种特性使得循环链表可以在一些特定的应用场景中非常有用，例如循环队列和循环赛制。循环链表可以通过在链表的尾部节点指向头部节点的方式来实现。

四、如何判断循环链表？

最优的时间复杂度，两个指针，一个快一个慢，如果遇到了就是环形。

public boolean isLoop(Node head){

Node slow = head;

Node fast = head;

while(fast!=null && fast.next!=null)

(slow = slow.next;fast = fast.next.next;

if(slow==fast)

return true;

}

return false;

五、如何使用Java实现单链表？

单链表结构：

Java中单链表采用Node实体类类标识，其中data为存储的数据，next为下一个节点的指针：

package com.algorithm.link;

/**

* 链表结点的实体类

public class Node {

Node next = null;//下一个结点

int data;//结点数据

public Node(int data){

this.data = data;

}

链表常见操作：

package com.algorithm.link;

import java.util.Hashtable;

/**

* 单链表常见算法

public class MyLinkedList {

/**链表的头结点*/

Node head = null;

/**

* 链表添加结点:

* 找到链表的末尾结点，把新添加的数据作为末尾结点的后续结点

* @param data

public void addNode(int data){

Node newNode = new Node(data);

if(head == null){

head = newNode;

return;

}

Node temp = head;

while(temp.next != null){

temp = temp.next;

}

temp.next = newNode;

}

/**

* 链表删除结点:

* 把要删除结点的前结点指向要删除结点的后结点，即直接跳过待删除结点

* @param index

* @return

public boolean deleteNode(int index){

if(index<1 || index>length()){//待删除结点不存在

return false;

}

if(index == 1){//删除头结点

head = head.next;

return true;

}

Node preNode = head;

Node curNode = preNode.next;

int i = 1;

while(curNode != null){

if(i==index){//寻找到待删除结点

preNode.next = curNode.next;//待删除结点的前结点指向待删除结点的后结点

return true;

}

//当先结点和前结点同时向后移

preNode = preNode.next;

curNode = curNode.next;

i++;

}

return true;

}

/**

* 求链表的长度

* @return

public int length(){

int length = 0;

Node curNode = head;

while(curNode != null){

length++;

curNode = curNode.next;

}

return length;

}

/**

* 链表结点排序,并返回排序后的头结点:

* 选择排序算法,即每次都选出未排序结点中最小的结点，与第一个未排序结点交换

* @return

public Node linkSort(){

Node curNode = head;

while(curNode != null){

Node nextNode = curNode.next;

while(nextNode != null){

if(curNode.data > nextNode.data){

int temp = curNode.data;

curNode.data = nextNode.data;

nextNode.data = temp;

}

nextNode = nextNode.next;

}

curNode = curNode.next;

}

return head;

}

/**

* 打印结点

public void printLink(){

Node curNode = head;

while(curNode !=null){

System.out.print(curNode.data+" ");

curNode = curNode.next;

}

System.out.println();

}

/**

* 去掉重复元素:

* 需要额外的存储空间hashtable，调用hashtable.containsKey()来判断重复结点

public void distinctLink(){

Node temp = head;

Node pre = null;

Hashtable<Integer, Integer> hb = new Hashtable<Integer, Integer>();

while(temp != null){

if(hb.containsKey(temp.data)){//如果hashtable中已存在该结点，则跳过该结点

pre.next = temp.next;

}else{//如果hashtable中不存在该结点，将结点存到hashtable中

hb.put(temp.data, 1);

pre=temp;

}

temp = temp.next;

}

/**

* 返回倒数第k个结点,

* 两个指针，第一个指针向前移动k-1次，之后两个指针共同前进，

* 当前面的指针到达末尾时，后面的指针所在的位置就是倒数第k个位置

* @param k

* @return

public Node findReverNode(int k){

if(k<1 || k>length()){//第k个结点不存在

return null;

}

Node first = head;

Node second = head;

for(int i=0; i<k-1; i++){//前移k-1步

first = first.next;

}

while(first.next != null){

first = first.next;

second = second.next;

}

return second;

}

/**

* 查找正数第k个元素

public Node findNode(int k){

if(k<1 || k>length()){//不合法的k

return null;

}

Node temp = head;

for(int i = 0; i<k-1; i++){

temp = temp.next;

}

return temp;

}

/**

* 反转链表，在反转指针钱一定要保存下个结点的指针

public void reserveLink(){

Node curNode = head;//头结点

Node preNode = null;//前一个结点

while(curNode != null){

Node nextNode = curNode.next;//保留下一个结点

curNode.next = preNode;//指针反转

preNode = curNode;//前结点后移

curNode = nextNode;//当前结点后移

}

head = preNode;

}

/**

* 反向输出链表，三种方式：

* 方法一、先反转链表，再输出链表，需要链表遍历两次

* 方法二、把链表中的数字放入栈中再输出，需要维护额外的栈空间

* 方法三、依据方法2中栈的思想，通过递归来实现，递归起始就是将先执行的数据压入栈中，再一次出栈

public void reservePrt(Node node){

if(node != null){

reservePrt(node.next);

System.out.print(node.data+" ");

}

/**

* 寻找单链表的中间结点：

* 方法一、先求出链表的长度，再遍历1/2链表长度，寻找出链表的中间结点

* 方法二、：

* 用两个指针遍历链表，一个快指针、一个慢指针，

* 快指针每次向前移动2个结点，慢指针一次向前移动一个结点，

* 当快指针移动到链表的末尾，慢指针所在的位置即为中间结点所在的位置

public Node findMiddleNode(){

Node slowPoint = head;

Node quickPoint = head;

//quickPoint.next == null是链表结点个数为奇数时，快指针已经走到最后了

//quickPoint.next.next == null是链表结点数为偶数时，快指针已经走到倒数第二个结点了

//链表结点个数为奇数时,返回的是中间结点；链表结点个数为偶数时，返回的是中间两个结点中的前一个

while(quickPoint.next != null && quickPoint.next.next != null){

slowPoint = slowPoint.next;

quickPoint = quickPoint.next.next;

}

return slowPoint;

}

/**

* 判断链表是否有环：

* 设置快指针和慢指针，慢指针每次走一步，快指针每次走两步

* 当快指针与慢指针相等时，就说明该链表有环

public boolean isRinged(){

if(head == null){

return false;

}

Node slow = head;

Node fast = head;

while(fast.next != null && fast.next.next != null){

slow = slow.next;

fast = fast.next.next;

if(fast == slow){

return true;

}

return false;

}

/**

* 返回链表的最后一个结点

public Node getLastNode(){

Node temp = head;

while(temp.next != null){

temp = temp.next;

}

return temp;

}

/**

* 在不知道头结点的情况下删除指定结点：

* 删除结点的重点在于找出其前结点，使其前结点的指针指向其后结点，即跳过待删除结点

* 1、如果待删除的结点是尾结点，由于单链表不知道其前结点，没有办法删除

* 2、如果删除的结点不是尾结点，则将其该结点的值与下一结点交换，然后该结点的指针指向下一结点的后续结点

public boolean deleteSpecialNode(Node n){

if(n.next == null){

return false;

}else{

//交换结点和其后续结点中的数据

int temp = n.data;

n.data = n.next.data;

n.next.data = temp;

//删除后续结点

n.next = n.next.next;

return true;

}

/**

* 判断两个链表是否相交：

* 两个链表相交，则它们的尾结点一定相同，比较两个链表的尾结点是否相同即可

public boolean isCross(Node head1, Node head2){

Node temp1 = head1;

Node temp2 = head2;

while(temp1.next != null){

temp1 = temp1.next;

}

while(temp2.next != null){

temp2 = temp2.next;

}

if(temp1 == temp2){

return true;

}

return false;

}

/**

* 如果链表相交，求链表相交的起始点：

* 1、首先判断链表是否相交，如果两个链表不相交，则求相交起点没有意义

* 2、求出两个链表长度之差：len=length1-length2

* 3、让较长的链表先走len步

* 4、然后两个链表同步向前移动，没移动一次就比较它们的结点是否相等，第一个相等的结点即为它们的第一个相交点

public Node findFirstCrossPoint(MyLinkedList linkedList1, MyLinkedList linkedList2){

//链表不相交

if(!isCross(linkedList1.head,linkedList2.head)){

return null;

}else{

int length1 = linkedList1.length();//链表1的长度

int length2 = linkedList2.length();//链表2的长度

Node temp1 = linkedList1.head;//链表1的头结点

Node temp2 = linkedList2.head;//链表2的头结点

int len = length1 - length2;//链表1和链表2的长度差

if(len > 0){//链表1比链表2长，链表1先前移len步

for(int i=0; i<len; i++){

temp1 = temp1.next;

}

}else{//链表2比链表1长，链表2先前移len步

for(int i=0; i<len; i++){

temp2 = temp2.next;

}

//链表1和链表2同时前移,直到找到链表1和链表2相交的结点

while(temp1 != temp2){

temp1 = temp1.next;

temp2 = temp2.next;

}

return temp1;

}

测试类：

package com.algorithm.link;

/**

* 单链表操作测试类

* @author bjh

public class Test {

public static void main(String[] args){

MyLinkedList myLinkedList = new MyLinkedList();

//添加链表结点

myLinkedList.addNode(9);

myLinkedList.addNode(8);

myLinkedList.addNode(6);

myLinkedList.addNode(3);

myLinkedList.addNode(5);

//打印链表

myLinkedList.printLink();

/*//测试链表结点个数

System.out.println("链表结点个数为：" + myLinkedList.length());

//链表排序

Node head = myLinkedList.linkSort();

System.out.println("排序后的头结点为：" + head.data);

myLinkedList.printLink();

//去除重复结点

myLinkedList.distinctLink();

myLinkedList.printLink();

//链表反转

myLinkedList.reserveLink();

myLinkedList.printLink();

//倒序输出/遍历链表

myLinkedList.reservePrt(myLinkedList.head);

//返回链表的中间结点

Node middleNode = myLinkedList.findMiddleNode();

System.out.println("中间结点的数值为："+middleNode.data);

//判断链表是否有环

boolean isRinged = myLinkedList.isRinged();

System.out.println("链表是否有环：" + isRinged);

//将链表的最后一个结点指向头结点，制造有环的效果

Node lastNode = myLinkedList.getLastNode();

lastNode.next = myLinkedList.head;

isRinged = myLinkedList.isRinged();

System.out.println("链表是否有环：" + isRinged);

//删除指定结点

Node nk = myLinkedList.findReverNode(3);

System.out.println(nk.data);

myLinkedList.deleteSpecialNode(nk);

myLinkedList.printLink();

//链表是否相交

//新链表

MyLinkedList myLinkedList1 = new MyLinkedList();

myLinkedList1.addNode(1);

myLinkedList1.addNode(2);

myLinkedList1.printLink();

System.out.println("链表一和链表二是否相交"+myLinkedList.isCross(myLinkedList.head, myLinkedList1.head));

//把第二个链表从第三个结点开始接在第二个链表的后面，制造相交的效果

myLinkedList1.findNode(2).next = myLinkedList.findNode(3);

myLinkedList1.printLink();

System.out.println("链表一和链表二是否相交"+myLinkedList.isCross(myLinkedList.head, myLinkedList1.head));

//如果两个链表相交求链表相交的结点的值

MyLinkedList myLinkedList1 = new MyLinkedList();

myLinkedList1.addNode(1);

myLinkedList1.addNode(2);

myLinkedList1.findNode(2).next = myLinkedList.findNode(3);

myLinkedList1.printLink();

Node n = myLinkedList1.findFirstCrossPoint(myLinkedList, myLinkedList1);

if(n == null){

System.out.println("链表不相交");

}else{

System.out.println("两个链表相交，第一个交点的数值为：" + n.data);

}

六、为什么双向链表比单向链表效率高？

相对于单向链表，双向链表多了一个指向前面一个节点的指针域。

链表查询效率较慢，因为查询的时候需要移动指针一个一个找。

双向链表新增和删除元素效率较高，因为链表会记录前一个节点和后一个节点。

七、set链表分为双向还是单向？

set链表通常都是单向的，主要做数据传递

八、如何将单向链表逆序？

将一条链表按逆序输出假若头结点为L,则有; p=q=L;/*p,q为指向头结点的两个指针*/ while(p->next!=NULL) p=p->next;/*让p指向键表的最后一个要访问结点*/ while(1) { while(q->next!=p) q=q->next;/*让q向后找,找到最后一个要打印的结点*/ printf("%d\n",p->data); p=q;/*p向前移动一个*/ q=L;/*q又指向头结点*/ if(p=L)/*访问完了退出*/ break; }你参考吧

九、java复制链表

Java复制链表的正确方法

链表是在Java编程中经常使用的数据结构之一。在某些情况下，我们可能需要复制一个链表以便在程序中进行操作。然而，直接复制链表可能会导致一系列问题，因此需要采用正确的方法来完成这个任务。

为什么直接复制链表可能存在问题？

在Java中，对象的赋值实际上是将对象的引用赋给了另一个变量。如果我们简单地将一个链表赋给另一个变量，实际上它们两者引用的是同一个链表对象。这意味着当其中一个链表发生变化时，另一个链表也会受到影响，这并非我们所期望的行为。

因此，为了正确复制一个链表，我们需要创建一个新的链表对象，并将原始链表中的每个节点复制到这个新链表中，同时确保它们之间没有任何引用关系。

如何正确复制链表？

在Java中，正确复制一个链表通常需要使用深拷贝的方法。深拷贝是指创建一个新的对象，并递归地复制原始对象中的所有引用对象，以确保完全独立的拷贝。

下面是一个示例代码，演示了如何使用深拷贝的方式复制一个链表：


public ListNode copyLinkedList(ListNode head) {
    if (head == null) {
        return null;
    }
    
    Map<ListNode, ListNode> map = new HashMap<>();
    
    ListNode curr = head;
    while (curr != null) {
        map.put(curr, new ListNode(curr.val));
        curr = curr.next;
    }
    
    curr = head;
    while (curr != null) {
        map.get(curr).next = map.get(curr.next);
        map.get(curr).random = map.get(curr.random);
        curr = curr.next;
    }
    
    return map.get(head);
}

上面的代码中，copyLinkedList方法接受一个链表的头节点作为参数，然后使用一个哈希表来存储原始链表节点与新链表节点之间的映射关系。接着，遍历原始链表中的每个节点，创建一个新的节点，并将其存储在哈希表中。

在第二次遍历中，我们根据哈希表中的映射关系连接新链表的节点之间的关系，确保新链表的节点之间是独立的，不会受到原始链表的影响。

总结

正确复制一个链表在实际开发中是一个常见的问题。通过本文介绍的深拷贝方法，我们可以在Java中轻松地完成这个任务，并避免因直接引用导致的问题。希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！

十、java链表倒置博客

Java链表倒置博客

介绍

在Java编程中，链表是一种常见的数据结构，用于存储一系列元素。倒置链表是一个常见的问题，经常需要在面试中解决。本文将详细探讨如何使用Java编程语言倒置链表，并提供详细的示例代码和解释。

问题描述

倒置链表即将链表中的元素顺序逆序排列，即原本排在链表前面的元素变成排在后面，原本排在后面的元素变成排在前面。通过倒置链表可以实现多种功能，例如逆序输出链表中的元素，或者解决其他问题。

解决方案

倒置链表可以通过迭代或递归的方式实现。下面我们将分别介绍这两种方法。

迭代法

迭代法是一种通过循环遍历链表并逐步修改指针指向来实现倒置的方法。具体步骤如下：

初始化三个指针prev、current和next，分别指向前一个节点、当前节点和下一个节点。
在循环中，依次修改指针指向，直到current指向null，即遍历到链表末尾。
返回倒置后的头结点。

代码示例


public ListNode reverseList(ListNode head) {
    ListNode prev = null;
    ListNode current = head;
    while (current != null) {
        ListNode next = current.next;
        current.next = prev;
        prev = current;
        current = next;
    }
    return prev;
}

递归法

递归法是一种通过逐步递归调用函数实现倒置的方法。具体步骤如下：

基本情况：如果链表为空或者只有一个节点，则直接返回该节点。
递归调用：递归地对剩余部分链表进行倒置。
修改指针：将当前节点的下一个节点指向当前节点，当前节点指向null。

代码示例


public ListNode reverseList(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null) {
        return head;
    }
    ListNode reversedList = reverseList(head.next);
    head.next.next = head;
    head.next = null;
    return reversedList;
}

总结

倒置链表是一个常见且重要的问题，在Java编程中有多种解决方法。通过迭代和递归两种方法，我们可以实现链表的倒置操作，提高程序的灵活性和效率。在面试中，对于倒置链表这类问题，可以通过理解算法原理和实现代码来展示自己的编程能力。

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