JAVA实现链表面试题.docx
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JAVA实现链表面试题
JAVA实现链表面试题
这篇文章主要介绍了JAVA相关实现链表的面试题，代码实现非常详细，每一个方法讲解也很到位，特别适合参加Java面试的朋友阅读。
这份笔记整理了整整一个星期，每一行代码都是自己默写完成，并测试运行成功，同时也回
顾了一下《剑指offer》这本书中和链表有关的讲解，希望对笔试和面试有所帮助。
本文包含链表的以下内容：
1、单链表的创建和遍历
2、求单链表中节点的个数
3、查找单链表中的倒数第k个结点（剑指offer，题15）
4、查找单链表中的中间结点
5、合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序【出现频率高】（剑指offer，题
17）
6、单链表的反转【出现频率最高】（剑指offer，题16）
7、从尾到头打印单链表（剑指offer，题5）
8、判断单链表是否有环
9、取出有环链表中，环的长度
10、单链表中，取出环的起始点（剑指offer，题56）。
本题需利用上面的第8题和第9题。
11、判断两个单链表相交的第一个交点（剑指offer，题37）
1、单链表的创建和遍历：
1
publicclassLinkList{
2
publicNodehead;
3
publicNodecurrent;
4
//方法：
向链表中添加数据
5
publicvoidadd（intdata）{
6
//判断链表为空的时候
7
if（head==null）{//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头
8
结点
9
head=newNode（data）;
10
current=head;
11
}else{
12
//创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进仃关联）
13
current.next=newNode（data）;
14
//把链表的当前索引向后移动一位
15
current=current.next;//此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点
16
}
17
}
18
//方法：
遍历链表（打印输出链表。
方法的参数表示从节点node开始进仃遍历
19
publicvoidprint（Nodenode）{
20
if（node==null）{
21
return;
22
}
23
current=node;
24
while（current!
=nuII）{
25
System.out.println（current.data）;
26
current=current.next;
27
}
28
}
29
classNode{
30
//注：
此处的两个成员变量权限不能为
private，因为private的权限是仅对本类访冋。
31
intdata;//数据域
32
Nodenext;//指针域
33
publicNode（intdata）{
34
this.data=data;
35
}
36
}
37
publicstaticvoidmain（String[]args）{
38
LinkListlist=newLinkList（）;
39
//向LinkList中添加数据
40
for（inti=0;i<10;i++）{
41
list.add（i）;
42
}
43
list.print（list.head）;//从head节点开始遍历输出
44
}
45
}
46
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50
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52
53
上方代码中，这里面的Node节点采用的是内部类来表示（33行）。
使用内部类的最大好处
是可以和外部类进行私有操作的互相访问。
注：
内部类访问的特点是：
内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有；外部类要访问内
部类的成员，必须先创建对象。
为了方便添加和遍历的操作，在LinkList类中添加一个成员变量current，用来表示当前节点
的索引（03行）。
这里面的遍历链表的方法（20行）中，参数node表示从node节点开始遍历，不一定要从head节点遍历。
2、求单链表中节点的个数：
注意检查链表是否为空。
时间复杂度为0（n）。
这个比较简单。
核心代码：
1
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15
//方法：
获取单链表的长度
publicintgetLength（Nodehead）{if（head==null）{
return0;
}
intlength=0;
Nodecurrent=head;
while（current!
=nuII）{
length++;
current=current.next;
}
returnlength;
}
3、查找单链表中的倒数第k个结点：
3.1普通思路：
先将整个链表从头到尾遍历一次，计算出链表的长度size,得到链表的长度之后，就好办了,直接输出第（size-k）个节点就可以了（注意链表为空，k为0，k为1，k大于链表中节点个数
时的情况
）。
时间复杂度为0（n），大概思路如下：
publicintfindLastNode（intindex）{//index代表的是倒数第index的那个结点
//第一次遍历，得到链表的长度size
if（head==null）{
return-1;
}
current=head;
while（current!
=nuII）{
size++;
current=current.next;
}
//第二次遍历，输出倒数第index个结点的数据
current=head;
for（inti=0;icurrent=current.next;
}
returncurrent.data;
}
1
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如果面试官不允许你遍历链表的长度，该怎么做呢？
接下来就是。
3.2改进思路：
（这种思路在其他题目中也有应用）
这里需要声明两个指针：
即两个结点型的变量first和second，首先让first和second都指向第一个结点，然后让second结点往后挪k-1个位置，此时first和second就间隔了k-1个位置，然后整体向后移动这两个节点，直到second节点走到最后一个结点的时候，此时first
节点所指向的位置就是倒数第k个节点的位置。
时间复杂度为0（n）
代码实现：
（初版）
publicNodefindLastNode（Nodehead,intindex）{
if（node==null）{
returnnuII;
}
Nodefirst=head;
Nodesecond=head;
//让second结点往后挪index个位置
for（inti=0;isecond=second.next;
}
//让first和second结点整体向后移动，直到second结点为Null
while（second!
=nuII）{
first=first.next;
second=second.next;
}
//当second结点为空的时候，此时first指向的结点就是我们要找的结点
returnfirst;
}
代码实现：
（最终版）（考虑k大于链表中结点个数时的情况时，抛出异常）上面的代码中，看似已经实现了功能，其实还不够健壮：
要注意k等于0的情况；
如果k大于链表中节点个数时，就会报空指针异常，所以这里需要做一下判断。
核心代码如下：
1publicNodefindLastNode（Nodehead,intk）{
2if（k==0||head==null）{
3returnnuII;
4}
5Nodefirst=head;
6
Nodesecond=head;
7
//让second结点往后挪k-1个位置
8
for（inti=0;i9
System.out.println（"i的值是"+i）;
10
second=second.next;
11
if（second==null）{//说明k的值已经大于链表的长度了
12
//thrownewNullPointerException（”链表的长度小于”+k）;//我们自己抛出异常，给用户
13
以提示
14
returnnuII;
15
}
16
}
17
//让first和second结点整体向后移动，直到second走到最后一个结点
18
while（second.next!
=null）{
19
first=first.next;
20
second=second.next;
21
}
22
//当second结点走到最后一个节点的时候，此时first指向的结点就是我们要找的结点
23
returnfirst;
24
}
25
26
4、查找单链表中的中间结点：
同样，面试官不允许你算出链表的长度，该怎么做呢？
思路：
和上面的第2节一样，也是设置两个指针first和second,只不过这里是，两个指针同时向
前走，second指针每次走两步，first指针每次走一步，直到second指针走到最后一个结点
时，此时first指针所指的结点就是中间结点。
注意链表为空，链表结点个数为1和2的情
况。
时间复杂度为0（n）。
代码实现：
1
//方法：
查找链表的中间结点
2
publicNodefindMidNode（Nodehead）{
3
if（head==null）{
4
returnnuII;
5
}
6
Nodefirst=head;
7
Nodesecond=head;
8
//每次移动时，让second结点移动两位，first结点移动一位
9
while（second!
=null&&second.next!
=nuII）{
10
first=first.next;
11
second=second.next.next;
12
}
13
//直到second结点移动到null时，此时first指针指向的位置就是中间结点的位置
14returnfirst;
15}
16
17
18
上方代码中，当n为偶数时，得到的中间结点是第n/2+1个结点。
比如链表有6个节点时，
得到的是第4个节点。
5、合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序：
这道题经常被各公司考察。
例如：
链表1：
1->2->3->4
链表2：
2->3->4->5
合并后：
1->2->2->3->3->4->4->5
解题思路：
挨着比较链表1和链表2。
这个类似于归并排序。
尤其要注意两个链表都为空、和其中一个为空的情况。
只需要0
（1）的空间。
时间复杂度为O（max（len1,len2））
代码实现：
1
:
//两个参数代表的是两个链表的头结点
2
publicNodemergeLinkList（Nodehead1,Nodehead2）{
3
if（head1--null&&head2--null）{//如果两个链表都为空
4
returnnuII;
5
}
6
if（head1==null）{
7
returnhead2;
8
}
9
if（head2==null）{
10
returnhead1;
11
}
12
Nodehead;//新链表的头结点
13
Nodecurrent;//current结点指向新链表
14
//一开始，我们让current结点指向head1和head2中较小的数据，得到head结点
15
if（head1.data16
head=head1;
17
current=head1;
18
head1=head1.next;
19
}else{
20
head=head2;
21
current=head2;
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49
代码测试:
publicstaticvoidmain（String[]args）{
LinkListlist1=newLinkList（）;
LinkListlist2=newLinkList（）;
//向LinkList中添加数据
for（inti=0;i<4;i++）{
list1.add（i）;
}
for（inti=3;i<8;i++）{
9
10
list2.add（i）;
}
LinkListlist3=newLinkList（）;
12
13
list3.head=list3.mergeLinkList（list1.head,list2.head）;//将list1和list2合并，存放到list3中
14Iist3.print（list3.head）;〃从head节点开始遍历输出
15}
16
17
上方代码中用到的add方法和print方法和第1小节中是一致的。
运行效果：
Run:
■LinkList■LinkList■LinkList■LinkList
卜書C:
\Java\jdkl,7
■*1
II那2
3
®H3
■a昏4
■
w6
7
惑
vProcessfinishedwithexitcodee
r
注：
《剑指offer》中是用递归解决的，感觉有点难理解。
6、单链表的反转：
【出现频率最高】例如链表：
1->2->3->4
反转之后：
4->2->2->1
思路：
从头到尾遍历原链表，每遍历一个结点，将其摘下放在新链表的最前端。
注意链表为空
和只有一个结点的情况。
时间复杂度为0（n）
方法1:
（遍历）
14
current=next;//操作结束后，current节点后移
15
}
16
returnreverseHead;
17
}
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22
23
上方代码中，核心代码是第16、17行。
方法2:
（递归）
这个方法有点难，先不讲了。
7、从尾到头打印单链表：
对于这种颠倒顺序的问题，我们应该就会想到栈，后进先出。
所以，这一题要么自己使
用栈，要么让系统使用栈，也就是递归。
注意链表为空的情况。
时间复杂度为0（n）
注：
不要想着先将单链表反转，然后遍历输出，这样会破坏链表的结构，不建议。
方法1:
（自己新建一个栈）
1
2
3
//方法：
从尾到头打印单链表
4
publicvoidreversePrint（Nodehead）{
5
if（head==null）{
6
return;
7
}
8
Stackstack=newStack（）;//新建一个栈
9
Nodecurrent=head;
10
//将链表的所有结点压栈
11
while（current!
=nuII）{-
12
stack.push（current）;//将当前结点压栈
13
current=current.next;
14
}
15
//将栈中的结点打印输出即可
16
while（stack.size（）>0）{
17
System.out.println（stack.pop（）.data）;//出栈操作
18
}
19
}
20
21
方法2：
（使用系统的栈：
递归，代码优雅简洁）
1publicvoidreversePrint（Nodehead）{
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2
if（head==nuII）{
3
return;
4
}
5
reversePrint（head.next）;
6
System.out.println（head.data）;
7
}
8
9
总结：
方法2是基于递归实现的，戴安看起来简洁优雅，但有个问题：
当链表很长的时候，
就会导致方法调用的层级很深，有可能造成栈溢出。
而方法1的显式用栈，是基于循环实现
的，代码的鲁棒性要更好一些。
&判断单链表是否有环：
这里也是用到两个指针，如果一个链表有环，那么用一个指针去遍历，是永远走不到头
的。
因此，我们用两个指针去遍历：
first指针每次走一步，second指针每次走两步，如果first指针和second指针相遇，说明有环。
时间复杂度为0（n）。
方法：
//方法：
判断单链表是否有环
publicbooleanhasCycle（Nodehead）{
if（head==null）{
returnfalse;
}
Nodefirst=head;
Nodesecond=head;
while（second!
=nuII）{
first=first.next;//first指针走一步
second=second.next.next;second指针走两步
if（first==second）{//一旦两个指针相遇，说明链表是有环的returntrue;
}
}
returnfalse;
}
完整版代码：
（包含测试部分）
这里，我们还需要加一个重载的add（Nodenode）方法，在创建单向循环链表时要用到。
1LinkList.java:
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publicclassLinkList{
publicNodehead;
publicNodecurrent;
//方法：
向链表中添加数据
publicvoidadd（intdata）{
//判断链表为空的时候
if（head==null）{//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头
结点
head=newNode（data）;
current=head;
}else{
//创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联）
current.next=newNode（data）;
//把链表的当前索引向后移动一位
current=current.next;
}
}
//方法重载：
向链表中添加结点
publicvoidadd（Nodenode）{
if（node==null）{
return;
}
if（head==null）{
head=node;
current=head;
}else{
current.next=node;
current=current.next;
}
}
//方法：
遍历链表（打印输出链表。
方法的参数表示从节点node开始进行遍历
publicvoidprint（Nodenode）{
if（node==null）{
return;
}
current=node;
while（current!
=nuII）{
System.out.println（current.data）;
current=current.next;
}
}
//方法：
检测单链表是否有环
publicbooleanhasCycle（Nodehead）{
if（head==null）{
}
Nodefirst=head;
Nodesecond=head;
while（second!
=nuII）{
first=first.next;//first指针走一步
second=second.next.next;//second指针走两步
if（first==second）{//一旦两个指针相遇，说明链表是有环的returntrue;
}
}
returnfalse;
}
classNode{
//注：
此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。
intdata;//数据域
Nodenext;//指针域
publicNode（intdata）{
this.data=data;
}
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
LinkListlist=newLinkList（www.hunanwang.net）;
//向LinkList中添加数据
for（inti=0;i<4;i++）{
list.add（i）;
}
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