Java数据结构与算法-链表[笔记][day02]

其他 2020-09-12 10:37:46 阅读次数: 0

day02-链表

单链表介绍和内存布局
  • 链表是有序的列表，但是内存中是实际存储结构如下：
    在这里插入图片描述
    小结:

1.链表是以节点的方式来存储,是链式存储(即各个节点之间并不一定是连续存储的，而是相互指向的);
2.每个节点包含 data 域:存放数据的域， next 域：指向下一个节点;
3.如图：发现链表的各个节点不一定是连续存储;
4.链表分带头节点的链表和没有头节点的链表，根据实际的需求来确定.

  • 单链表(带头结点) 逻辑结构示意图如下:

在这里插入图片描述

单链表创建和遍历的分析实现

  • 例子

使用带head头的单向链表实现 –水浒英雄排行榜管理

1)完成对英雄人物的增删改查操作， 注: 删除和修改,查找可以考虑学员独立完成，也可带学员完成

2)第一种方法在添加英雄时，直接添加到链表的尾部

3)第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置 (如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)

单链表的创建示意图(添加), 显示单向链表的分析

class HeroNode {
    int no;
    String name;
    String nickName;
    HeroNode next;
}

添加（创建）过程

  • 先创建一个head 头节点， 作用就是表示单链表的头;
    在这里插入图片描述
  • 之后每添加一个节点，就直接加入到 -> 链表的最后。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

遍历过程

  • 通过一个辅助变量(临时变量temp)遍历，帮助遍历整个链表。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

判断是否链表是否是最后一个节点，看next域是否为空null


在这里插入图片描述

单链表按顺序插入节点

  • 需要按照编号的顺序添加
  • 首先找到新添加的节点的位置, 是通过辅助变量(指针), 通过遍历来搞定；

在这里插入图片描述

  • 新的节点.next = temp.next

在这里插入图片描述

  • 将temp.next = 新的节点

在这里插入图片描述

代码实现

/*
此代码已优化
*/
public class SingleLinkedListDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //进行测试
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

        //创建要给链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        //加入
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        //显示
        singleLinkedList.list();

    }
}

//定义SingleLinkedList来管理我们的英雄
class SingleLinkedList {
    
    
    //先初始化一个头节点,头节点不要动,不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, " ", " ");

    //添加节点到单向链表
    //思路，当不考虑编号顺序时
    //1.找到当前链表的最后节点
    //2.将最后这个节点的next 指向新的节点
    public void add(HeroNode heroNode){
    
    

        //因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表,找到最后的节点
        while (true){
    
    
            //找到链表的最后
            if (temp.next == null){
    
    
                break;
            }
            //如果最后没有找到,就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        temp.next = heroNode;
    }

    //第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
    //(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)

    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
    
    
        //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
        //因为单链表，因此我们找的temp 是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;//标指添加的编号是否存在，默认为false
        while (true){
    
    
            if (temp.next == null){
    
    //说明temp已经在链表的最后
                break;//不管找到还是没找到都break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no){
    
    //位置找到，就在temp的后面插入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no){
    
    //说明希望添加的heroNode的编号已经存在了
                flag = true;//说明编号存在
                break;
            }
            temp = temp.next;//后移,遍历当前链表
        }
        //判断flag 的值
        if (flag){
    
    //不能添加，说明编号存在
            System.out.println("准备插入的英雄的编号" + heroNode.no + "已经存在,不能加入");
        }else {
    
    
            //插入到链表,temp的后边
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }

    }


    //显示链表[遍历]
    public void list(){
    
    
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null){
    
    
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头节点不能动,因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true){
    
    
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null){
    
    
                break;
            }
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移，一定要小心，不然是死循环,输出完一个后移输出下一个。
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//先定义一个HeroNode，每个HeroNode对象 就是一个节点
class HeroNode{
    
    
    public int no;
    public String nickname;
    public String name;
    public HeroNode next;//指向下一个节点

    //构造器
    public HeroNode(int no,String name,String nickname){
    
    
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }
    //为了显示方便，我们重写toString

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

单链表节点的修改

public class SingleLinkedListDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //进行测试
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "艾福杰尼", "DM");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "黄旭", "OB");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "刘聪", "key.L");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "派克特", "pact");
        HeroNode hero5 = new HeroNode(5, "王以太", "3ho");
        HeroNode hero6 = new HeroNode(6, "李佳隆", "jelloReal");

        //创建要给链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

        //加入
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        singleLinkedList.addByOrder(hero5);
        singleLinkedList.addByOrder(hero6);

        //显示
        singleLinkedList.list();

        //创建修改节点的代码
        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(6, "马思唯", "MSW");
        singleLinkedList.update(newHeroNode);

        //显示
        singleLinkedList.list();

    }
}

//定义SingleLinkedList来管理我们的英雄
class SingleLinkedList {
    
    
    //先初始化一个头节点,头节点不要动,不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, " ", " ");

    //添加节点到单向链表
    //思路，当不考虑编号顺序时
    //1.找到当前链表的最后节点
    //2.将最后这个节点的next 指向新的节点
    public void add(HeroNode heroNode){
    
    

        //因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表,找到最后的节点
        while (true){
    
    
            //找到链表的最后
            if (temp.next == null){
    
    
                break;
            }
            //如果最后没有找到,就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        temp.next = heroNode;
    }

    //第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
    //(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)

    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
    
    
        //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
        //因为单链表，因此我们找的temp 是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;//标指添加的编号是否存在，默认为false
        while (true){
    
    
            if (temp.next == null){
    
    //说明temp已经在链表的最后
                break;//不管找到还是没找到都break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no){
    
    //位置找到，就在temp的后面插入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no){
    
    //说明希望添加的heroNode的编号已经存在了
                flag = true;//说明编号存在
                break;
            }
            temp = temp.next;//后移,遍历当前链表
        }
        //判断flag 的值
        if (flag){
    
    //不能添加，说明编号存在
            System.out.println("准备插入的英雄的编号" + heroNode.no + "已经存在,不能加入");
        }else {
    
    
            //插入到链表,temp的后边
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }

    }

    //修改节点的信息,根据no编号来修改,即no编号不能改,如果no改了就相当于添加
    //说明
    //1.根据 newHeroNode 的no来修改即可
    public void update(HeroNode newHeroNode){
    
    
        //判断是否为空
        if (head.next == null){
    
    
            System.out.println("链表为空，无节点");
            return;
        }
        //找到需要修改的节点,根据no编号
        //定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;//表示是否找到该节点
        while (true){
    
    
            if (temp == null){
    
    
                break;//已经遍历完毕,到链表的最后
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no){
    
    
                //找到了,temp.no就是当前我们要修改的节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //根据flag 判断是否找到要修改的节点
        if (flag){
    
    
            //找到了
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
        }else {
    
     //没有找到这个节点
            System.out.println("没有找到编号=" + newHeroNode.no + "的节点,不能修改。");
        }
    }



    //显示链表[遍历]
    public void list(){
    
    
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null){
    
    
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头节点不能动,因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true){
    
    
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null){
    
    
                break;
            }
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移，一定要小心，不然是死循环,输出完一个后移输出下一个。
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//先定义一个HeroNode，每个HeroNode对象 就是一个节点
class HeroNode{
    
    
    public int no;
    public String nickname;
    public String name;
    public HeroNode next;//指向下一个节点

    //构造器
    public HeroNode(int no,String name,String nickname){
    
    
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }
    //为了显示方便，我们重写toString

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

单链表节点的删除和小结

从单链表中删除一个节点的思路图解

在这里插入图片描述

  • 我们先找到 需要删除的这个节点的前一个节点 temp
    在这里插入图片描述
  • temp.next = temp.next.next

在这里插入图片描述

  • 被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收

  • 代码实现:

public class SingleLinkedListDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //进行测试
        //先创建节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "艾福杰尼", "DM");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "黄旭", "OB");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "刘聪", "key.L");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "派克特", "pact");
        HeroNode hero5 = new HeroNode(5, "王以太", "3ho");
        HeroNode hero6 = new HeroNode(6, "李佳隆", "jelloReal");

        //创建要给链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();

        //加入
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        singleLinkedList.addByOrder(hero6);
        singleLinkedList.addByOrder(hero5);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);


        //修改前显示
        //singleLinkedList.list();

        //创建修改节点的代码
        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(6, "马思唯", "MSW");
        singleLinkedList.update(newHeroNode);

        //显示
        singleLinkedList.list();

        //删除一个节点
        //最有可能出问题的是第一个节点和最后一个节点
        singleLinkedList.del(1);
        singleLinkedList.del(6);
        singleLinkedList.del(3);
        singleLinkedList.list();

    }
}

//定义SingleLinkedList来管理我们的英雄
class SingleLinkedList {
    
    
    //先初始化一个头节点,头节点不要动,不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0, " ", " ");

    //添加节点到单向链表
    //思路，当不考虑编号顺序时
    //1.找到当前链表的最后节点
    //2.将最后这个节点的next 指向新的节点
    public void add(HeroNode heroNode){
    
    

        //因为head节点不能动,因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表,找到最后的节点
        while (true){
    
    
            //找到链表的最后
            if (temp.next == null){
    
    
                break;
            }
            //如果最后没有找到,就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
        temp.next = heroNode;
    }

    //第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
    //(如果有这个排名，则添加失败，并给出提示)

    public void addByOrder(HeroNode heroNode){
    
    
        //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
        //因为单链表，因此我们找的temp 是位于 添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;//标指添加的编号是否存在，默认为false
        while (true){
    
    
            if (temp.next == null){
    
    //说明temp已经在链表的最后
                break;//不管找到还是没找到都break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no){
    
    //位置找到，就在temp的后面插入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no){
    
    //说明希望添加的heroNode的编号已经存在了
                flag = true;//说明编号存在
                break;
            }
            temp = temp.next;//后移,遍历当前链表
        }
        //判断flag 的值
        if (flag){
    
    //不能添加，说明编号存在
            System.out.println("准备插入的英雄的编号" + heroNode.no + "已经存在,不能加入");
        }else {
    
    
            //插入到链表,temp的后边
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }

    }

    //修改节点的信息,根据no编号来修改,即no编号不能改,如果no改了就相当于添加
    //说明
    //1.根据 newHeroNode 的no来修改即可
    public void update(HeroNode newHeroNode){
    
    
        //判断是否为空
        if (head.next == null){
    
    
            System.out.println("链表为空，无节点");
            return;
        }
        //找到需要修改的节点,根据no编号
        //定义一个辅助变量
        HeroNode temp = head.next;
        boolean flag = false;//表示是否找到该节点
        while (true){
    
    
            if (temp == null){
    
    
                break;//已经遍历完毕,到链表的最后
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no){
    
    
                //找到了,temp.no就是当前我们要修改的节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //根据flag 判断是否找到要修改的节点
        if (flag){
    
    
            //找到了
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
        }else {
    
     //没有找到这个节点
            System.out.println("没有找到编号=" + newHeroNode.no + "的节点,不能修改。");
        }
    }

    //删除节点
    //思路
    //1.head节点不能动,因此需要一个temp辅助节点找到待删除节点的前一个节点
    //2.说明,我们在比较时,是temp.next.no 和 需要删除的节点no比较
    public void del(int no){
    
    
        HeroNode temp = head;
        boolean flag = false;// 标志是否找到待删除节点
        /*
        如果上一个节点指向了下下一个节点,那么没有被值的节点就变成一个垃圾,被JVM回收
        被删除的节点，将不会有其它引用指向，会被垃圾回收机制回收
        */
        while (true){
    
    
            if (temp.next == null){
    
    //已经到链表的最后
                //遍历到最后了,遍历空了
                break;
            }
            if (temp.next.no == no){
    
    
                //找到待删除节点的前一个节点temp
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;//temp后移,遍历
        }
        //判断flag
        if (flag){
    
    //找到
            //可以删除
            temp.next = temp.next.next;
        }else {
    
    
            System.out.println("要删除的节点:" + no + "不存在");
        }
    }


    //显示链表[遍历]
    public void list(){
    
    
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null){
    
    
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头节点不能动,因此我们需要一个辅助变量来遍历
        HeroNode temp = head.next;
        while (true){
    
    
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null){
    
    
                break;
            }
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移，一定要小心，不然是死循环,输出完一个后移输出下一个。
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//先定义一个HeroNode，每个HeroNode对象 就是一个节点
class HeroNode{
    
    
    public int no;
    public String nickname;
    public String name;
    public HeroNode next;//指向下一个节点

    //构造器
    public HeroNode(int no,String name,String nickname){
    
    
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }
    //为了显示方便，我们重写toString

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

单链表面试题[新浪面试题[百度面试题][腾讯面试题]单链表面试题及代码

双向链表增删改查分析图解及实现

使用带head头的双向链表实现 –水浒英雄排行榜管理单向链表的缺点分析:

1)单向链表，查找的方向只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找。

2)单向链表不能自我删除，需要靠辅助节点
，而双向链表，则可以自我删除，所以前面我们单链表删除时节点，总是找到temp,temp是待删除节点的前一个节点.

示意图如下:
在这里插入图片描述

代码实现:

public class DoubleLinkedListDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

    }

}
//创建一个双向链表的类
class DoubleLinkedList {
    
    
    //先初始化一个头节点,头节点不要动,不存放具体的数据
    private HeroNodez head = new HeroNodez(0, "", "");


    //返回头节点
    public HeroNodez getHead() {
    
    
        return head;
    }

    /*public DoubleLinkedList(HeroNodez head) {
        this.head = head;
    }*/

    //遍历双向链表的方法
    //显示链表[遍历]
    public void list () {
    
    
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null) {
    
    
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头节点不能动,因此我们需要一个辅助变量来遍历
//        HeroNodez temp = head.next;
        HeroNodez temp = head.next;
        while (true) {
    
    
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
    
    
                break;
            }
            //输出节点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移，一定要小心，不然是死循环,输出完一个后移输出下一个。
            temp = temp.next;
        }
    }

    //添加一个节点到双向链表的最后
    public void add(HeroNodez heroNode){
    
    
        //因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
        HeroNodez temp = head;
        boolean flag = false;
        //遍历节点找到最后
        while (true){
    
    
            //找到链表的最后
            if (temp.next == null){
    
    
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //退出while循环,temp就指向了链表的最后
        //形成一个双向链表
        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }

    //修改一个节点的内容,可以看到双向链表的节点内容修改和前面的单向链表一样
    //只是节点类型改成了HeroNodez
    public void update(HeroNodez newHeroNode) {
    
    
        //判断是否为空
        if (head.next == null) {
    
    
            System.out.println("链表为空，无节点");
            return;
        }
        //找到需要修改的节点,根据no编号
        //定义一个辅助变量
        HeroNodez temp = head.next;
        boolean flag = false;//表示是否找到该节点
        while (true) {
    
    
            if (temp == null) {
    
    
                break;//已经遍历完毕,到链表的最后
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) {
    
    
                //找到了,temp.no就是当前我们要修改的节点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //根据flag 判断是否找到要修改的节点
        if (flag) {
    
    
            //找到了
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
        } else {
    
     //没有找到这个节点
            System.out.println("没有找到编号=" + newHeroNode.no + "的节点,不能修改。");
        }
    }

    //从双向链表中删除一个节点
    //说明
    //1对于双向链表,我们可以直接找到要删除的这个节点
    //2找到后,自我删除即可
    public void del(int no) {
    
    

        //判断当前链表是否为空
        if (head.next == null){
    
    //空链表
            System.out.println("链表为空,无法删除");
        }

        HeroNodez temp = head.next;//辅助节点(只针)
        boolean flag = false;// 标志是否找到待删除节点

        while (true) {
    
    
            if (temp == null){
    
    //已经找到链表最后的节点
                break;
            }
            if (temp.no == no){
    
    
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag){
    
    
            temp.pre.next = temp.next;
            //如果是最后一个节点,就不需要指向下面这句话,否则会出现空指针异常
            if (temp.next != null){
    
    
                temp.pre = temp.next.pre;
            }
            else {
    
    
                System.out.println("你要删除编号为:" + no + "的节点不存在");
            }
        }
    }
}
class HeroNodez {
    
    
    public int no;
    public String nickname;
    public String name;
    public HeroNodez next;//指向下一个节点,默认为null
    public HeroNodez pre;//指向前一个节点,默认为null

    //构造器
    public HeroNodez(int no, String name, String nickname) {
    
    
        super();
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }

    public HeroNodez() {
    
    
    }
    //为了显示方便，我们重写toString

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "HeroNodez{" +
                "no=" + no +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

环形链表介绍和约瑟夫问题

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

Josephu 问题
Josephu 问题为：设编号为1，2，… n的n个人围坐一圈，约定编号为k（1<=k<=n）的人从1开始报数，数到m
的那个人出列，它的下一位又从1开始报数，数到m的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。

提示
用一个不带头结点的循环链表来处理Josephu
问题：先构成一个有n个结点的单循环链表，然后由k结点起从1开始计数，计到m时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从1开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。

示意图说明如下
在这里插入图片描述

约瑟夫问题分析图解和实现

构建一个单向的环形链表思路

先创建第一个节点, 让 first 指向该节点，并形成环形
在这里插入图片描述

后面当我们每创建一个新的节点，就把该节点，加入到已有的环形链表中即可.
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

遍历环形链表

先让一个辅助指针(变量) curBoy，指向first节点

然后通过一个while循环遍历 该环形链表即可 curBoy.next == first 结束
在这里插入图片描述

代码实现

public class Josepfu {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //测试一把看看构建环形链表,和遍历是否可以指向
        CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
        circleSingleLinkedList.addBoy(5);//加入5个小孩节点
        circleSingleLinkedList.showBoy();
    }
}
class CircleSingleLinkedList{
    
    
    //创建一个first节点,当前没有编号,先不要赋值
    private Boy first = null;
    //添加小孩节点,构建成一个环形的链表
    public void addBoy(int nums){
    
    
        //nums 做一个数据校验
        if(nums < 1){
    
    
            System.out.println("nums的值不正确");
            return;
        }
         Boy curBoy = null;//辅助指针,帮助构建环形链表
        //使用for来创建我们的环形链表
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
    
    
            //根据编号,创建小孩节点
            Boy boy = new Boy(i);
            //如果是第一个小孩
            if (i == 1){
    
    
                first = boy;
                first.setNext(first);
                curBoy = first;
            }else {
    
    
                curBoy.setNext(boy);//构建第一条线
                boy.setNext(first);//构建循环线
                curBoy = boy;//curBoy指向新添加的节点
            }
        }
    }

    //遍历当前的环形链表
    public void showBoy(){
    
    
        //判断链表是否为空
        if (first == null){
    
    
            System.out.println("没有小孩");
            return;
        }
        //因为first不能动,因此需要一个辅助指针完成遍历
        Boy curBoy = first;
        while (true){
    
    
            System.out.println("小孩的编号:" + curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext() == first){
    
    
                //说明已经遍历完毕,下一个已经指向头节点
                break;
            }
            curBoy = curBoy.getNext();//curBoy后移
        }
    }
}
//创建一个Boy类,表示一个节点
class Boy{
    
    
    private int no;//编号
    private Boy next;//指向下一个节点,默认null

    public Boy(int no){
    
    
        this.no = no;
    }

    public int getNo() {
    
    
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
    
    
        this.no = no;
    }

    public Boy getNext() {
    
    
        return next;
    }

    public void setNext(Boy next) {
    
    
        this.next = next;
    }
}

根据用户的输入，生成一个人物出圈的顺序

n = 5, 即有5个人

k = 1, 从第一个人开始报数

m = 2, 数2下

在这里插入图片描述

需求创建一个辅助指针(变量) helper , 事先应该指向环形链表的最后这个节点. 补充： 人物报数前，先让 first 和 helper
移动 k - 1次
在这里插入图片描述
当人物报数时，让first 和 helper 指针同时 的移动 m - 1 次
在这里插入图片描述
这时就可以将first 指向的人物节点 出圈
first = first .next

helper.next = first

原来first 指向的节点就没有任何引用，就会被回收
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

代码实现

public class Josepfu {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //测试一把看看构建环形链表,和遍历是否可以指向
        CircleSingleLinkedList circ = new CircleSingleLinkedList();
        circ.addBoy(5);//加入5个小孩节点
        circ.showBoy();
        circ.countBoy(1, 2, 5);
    }
}

//创建一个环形的单向链表
class CircleSingleLinkedList{
    
    
    //创建一个first节点,当前没有编号,先不要赋值
    private Boy first = null;
    //添加小孩节点,构建成一个环形的链表
    public void addBoy(int nums){
    
    
        //nums 做一个数据校验
        if(nums < 1){
    
    
            System.out.println("nums的值不正确");
            return;
        }
         Boy curBoy = null;//辅助指针,帮助构建环形链表
        //使用for来创建我们的环形链表
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
    
    
            //根据编号,创建小孩节点
            Boy boy = new Boy(i);
            //如果是第一个小孩
            if (i == 1){
    
    
                first = boy;
                first.setNext(first);
                curBoy = first;
            }else {
    
    
                curBoy.setNext(boy);//构建第一条线
                boy.setNext(first);//构建循环线
                curBoy = boy;//curBoy指向新添加的节点
            }
        }
    }

    //约瑟夫问题实现
    public void countBoy(int k,int m,int nums){
    
    

        if (first == null || k<1 || k > nums){
    
    
            System.out.println("数据输入有误,请重新输入");
            return;
        }
        Boy helper = first;

        while(true) {
    
    
            if (first.getNext() == first) {
    
    
                break;//现在helper已经是最后一个节点
            }
            helper = helper.getNext();
        }
        //人物报数前先让first和helper移动k-1次
        for (int j = 0; j < k - 1; j++) {
    
    
            first = first.getNext();
            helper = helper.getNext();
        }

        //当人物报数时,让first和helper指针同时移动m-1次
        //通过循环,圈中只剩下一个节点
        while (true){
    
    
            if (helper == first){
    
    
                break;
            }
            for (int j = 0; j < m - 1; j++) {
    
    
                first = first.getNext();
                helper = helper.getNext();
            }
            System.out.println("编号为:" + first.getNo() + "的学生出局");
            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }
        System.out.println("最后剩的小孩编号为:" + first.getNo());
    }


    //遍历当前的环形链表
    public void showBoy(){
    
    
        //判断链表是否为空
        if (first == null){
    
    
            System.out.println("没有小孩");
            return;
        }
        //因为first不能动,因此需要一个辅助指针完成遍历
        Boy curBoy = first;
        while (true){
    
    
            System.out.println("小孩的编号:" + curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext() == first){
    
    
                //说明已经遍历完毕,下一个已经指向头节点
                break;
            }
            curBoy = curBoy.getNext();//curBoy后移
        }
    }
}


//创建一个Boy类,表示一个节点
class Boy{
    
    
    private int no;//编号
    private Boy next;//指向下一个节点,默认null

    public Boy(int no){
    
    
        this.no = no;
    }

    public int getNo() {
    
    
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
    
    
        this.no = no;
    }

    public Boy getNext() {
    
    
        return next;
    }

    public void setNext(Boy next) {
    
    
        this.next = next;
    }
}

在这里插入图片描述

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