[算法通关村] 1.2 链表的插入-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了[算法通关村] 1.2 链表的插入。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

上一节我们谈到了链表的概念，以及链表的创建方法，忘记的小伙伴可以复习一下：

[算法通关村] 1.1 单向链表的创建

今天我们来探究一下链表的插入，链表的插入共有 3 种可能性，分别是在链表的头部插入、在中间插入，和在链表的尾部插入（追加），不同的插入位置对应着不同的代码，所以需要一个一个来探究。

在链表的中间插入

我们先来看一个新节点 nodeInsert 如何插入到位置为 1 < k < n+1 的原节点前面。（n 为链表长度）

不难想到，由于我们上一节中创建的是一个 “单向链表”，每一个节点仅知道下一个节点的位置，并不知道上一个节点的位置，就像 “猴子掰玉米” 一样。在插入过程中，为了不丢失节点，需要保证每一个节点都被引用（指向），才不会被 JVM 回收，我们可以看到如下的插入过程：

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首先需要将 nodeInsert.next 指向拟插入位置 k 的上一个节点的 next，即：

nodeInsert.next = current.next

然后将 current.next 指向 nodeInsert，此时变量 current 指向节点的原 next 关系自动消失：（只能同时指向一个后继节点）

current.next = nodeInsert

在链表的头部插入

在链表的头部插入需要移动头指针 head 。由于头插移动了头结点，内存地址发生变化，所以需要将返回的新节点赋与 linkedList，否则后续计算会出错。

首先将待插入节点 nodeInsert 的 next 变量指向头结点，然后移动头指针指向 nodeInsert 即可：

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代码实现如下：

nodeInsert.next = linkedList;
linkedList = nodeInsert;
return linkedList;

//上面 return 还可以这么写：
//return nodeInsert;

在链表的尾部插入

在链表的尾部插入主要有两步，首先需要一个指针（Node 型变量）指向尾结点，这就涉及到了链表的遍历，而在 “链表的中间插入” 环节，也会涉及到链表的遍历，我们可以将此代码复用：

// 移动指针到拟插入位置的前一个节点
int count = 1;
while (count < position - 1) {
    current = current.next;
    count++;
}

然后只需要将尾结点 current.next 指向待插入的 nodeInsert 节点即可：

// 此代码可省略，实际上是赋予了 null 值
// 因无伤大雅，又与 “中间插入” 代码一致，故可复用
nodeInsert.next = current.next;

current.next = nodeInsert;

插入过程的图形化展示如下：

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注意事项及完整代码

上述原理很容易理解，但在实际操作中，还需要判断插入位置是否越界，即：

最少在 position = 1 前插入（头部插入）
至多在 position = getLength(linkedList) + 1 前插入（尾部插入）

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当插入位置 position 的值不满足上述要求时，我们会手动抛出一个异常：

// 短路或 先判断简单的
if (position < 1 || position > (getLength(linkedList) + 1)) {
            throw new Exception("参数：拟插入位置 越界");
        }

其次，我们还需要查看待操作链表是否为一个空链表，这在方法 getLength 中就会进行判断，所以无需重复写判空语句：

public static int getLength(NewNode linkedList) throws Exception {
    int length = 0;
    NewNode current = linkedList;
    while (current != null) {
        length++;
        current = current.next;
    }
    if (length == 0) {
        throw new Exception("链表不存在");
    }
    return length;
}

除此之外，还实现了 toString 方法用于遍历链表查看效果，该方法不是必须的。最后给出完整代码：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-606650.html

class NewNode {

    public int val;
    public NewNode next;

    NewNode(int val) {
        this.val = val;
        this.next = null;
    }
}

public class BasicLinkList {

    /**
     * 链表插入
     *
     * @param linkedList 链表头节点
     * @param nodeInsert 待插入节点
     * @param position   在该位置前插入
     * @return 插入后得到的新链表（指向头节点）
     */
    public static NewNode insertNode(NewNode linkedList, NewNode nodeInsert, int position) throws Exception {
        // 越界判断：
        //   最少在 position = 1 前插入（头插），
        //   最多在 position = getLength(linkedList) + 1 前插入（尾插）
        // 短路或 先判断简单的
        if (position < 1 || position > (getLength(linkedList) + 1)) {
            throw new Exception("参数：拟插入位置 越界");
        }

        //在链表开头插入
        if (position == 1) {
            nodeInsert.next = linkedList;
//            return nodeInsert;
            //上面return还可以这么写：
            linkedList = nodeInsert;
            return linkedList;
        }

        NewNode current = linkedList;
        int count = 1;
        // 移动指针到拟插入位置的前一个节点
        while (count < position - 1) {
            current = current.next;
            count++;
        }
        nodeInsert.next = current.next;
        current.next = nodeInsert;

        return linkedList;
    }

     /**
     * 获取链表长度
     *
     * @param linkedList 链表头节点
     * @return 链表长度
     */
    public static int getLength(NewNode linkedList) throws Exception {
        int length = 0;
        NewNode current = linkedList;
        while (current != null) {
            length++;
            current = current.next;
        }
        if (length == 0) {
            throw new Exception("链表不存在");
        }
        return length;
    }

    /**
     * 输出链表
     *
     * @param head 头节点
     */
    public static String toString(NewNode head) {
        NewNode current = head;
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        while (current != null) {
            stringBuilder.append(current.val).append("\t");
            current = current.next;
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 先创建一个链表
        NewNode linkedList = BasicLink.initLinkedList(new int[]{1, 2, 3, 4, 5});

        NewNode newNode;

        // 中间插入节点：在第 3 个节点前，插入 val = 30
        newNode = new NewNode(30);
        System.out.println(BasicLinkList.toString(BasicLinkList.insertNode(linkedList, newNode, 3)));
        System.out.println("========");
        // 头部插入节点：插入 val = 72
        newNode = new NewNode(72);
        // 由于头插移动了头结点，内存地址发生变化，所以需要将返回的新节点赋与 linkedList，否则后续计算会出错
        linkedList = BasicLinkList.insertNode(linkedList, newNode, 1);
        System.out.println(BasicLinkList.toString(linkedList));
        System.out.println("========");
        // 尾部插入节点：插入 val = 9
        newNode = new NewNode(9);
        System.out.println(BasicLinkList.toString(BasicLinkList.insertNode(linkedList, newNode, BasicLinkList.getLength(linkedList)+1)));
    }
}

到了这里，关于[算法通关村] 1.2 链表的插入的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！