JAVA实现链表面试题.docx
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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
47
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49
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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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//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;i current=current.next; } returncurrent.data; } 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 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;i second=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;i 9 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.data 16 head=head1; 17 current=head1; 18 head1=head1.next; 19 }else{ 20 head=head2; 21 current=head2; 44 45 46 47 48 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 } 18 19 20 21 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 Stack 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){ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 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 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 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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