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
}
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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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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
}
18
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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:
3
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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);
}