利用Java如何实现一个双向链表
利用Java如何实现一个双向链表？很多新手对此不是很清楚，为了帮助大家解决这个难题，下面小编将为大家详细讲解，有这方面需求的人可以来学习下，希望你能有所收获。
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Java中双向链表详解及实例
写在前面：
双向链表是一种对称结构，它克服了单链表上指针单向性的缺点，其中每一个节点即可向前引用，也可向后引用，这样可以更方便的插入、删除数据元素。
由于双向链表需要同时维护两个方向的指针，因此添加节点、删除节点时指针维护成本更大；但双向链表具有两个方向的指针，因此可以向两个方向搜索节点，因此双向链表在搜索节点、删除指定索引处节点时具有较好的性能。
Java语言实现双向链表：
package com.ietree.basic.datastructure.dublinklist; /** * 双向链表 * * @author Dylan */ public class DuLinkList{ // 定义一个内部类Node，Node实例代表链表的节点 private class Node { // 保存节点的数据 private T data; // 保存上个节点的引用 private Node prev; // 指向下一个节点的引用 private Node next; // 无参构造器 public Node() { } // 初始化全部属性的构造器 public Node(T data, Node prev, Node next) { this.data = data; this.prev = prev; this.next = next; } } // 保存该链表的头节点 private Node header; // 保存该链表的尾节点 private Node tail; // 保存该链表中已包含的节点数 private int size; // 创建空链表 public DuLinkList() { // 空链表，header和tail都是null header = null; tail = null; } // 以指定数据元素来创建链表，该链表只有一个元素 public DuLinkList(T element) { header = new Node(element, null, null); // 只有一个节点，header、tail都指向该节点 tail = header; size++; } // 返回链表的长度 public int length() { return size; } // 获取链式线性表中索引为index处的元素 public T get(int index) { return getNodeByIndex(index).data; } // 根据索引index获取指定位置的节点 public Node getNodeByIndex(int index) { if (index < 0 || index > size - 1) { throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界"); } if (index <= size / 2) { // 从header节点开始 Node current = header; for (int i = 0; i <= size / 2 && current != null; i++, current = current.next) { if (i == index) { return current; } } } else { // 从tail节点开始搜索 Node current = tail; for (int i = size - 1; i > size / 2 && current != null; i++, current = current.prev) { if (i == index) { return current; } } } return null; } // 查找链式线性表中指定元素的索引 public int locate(T element) { // 从头结点开始搜索 Node current = header; for (int i = 0; i < size && current != null; i++, current = current.next) { if (current.data.equals(element)) { return i; } } return -1; } // 向线性链表的指定位置插入一个元素 public void insert(T element, int index) { if (index < 0 || index > size) { throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界"); } // 如果还是空链表 if (header == null) { add(element); } else { // 当index为0时，也就是在链表头处插入 if (index == 0) { addAtHeader(element); } else { // 获取插入点的前一个节点 Node prev = getNodeByIndex(index - 1); // 获取插入点的节点 Node next = prev.next; // 让新节点的next引用指向next节点，prev引用指向prev节点 Node newNode = new Node(element, prev, next); // 让prev的next节点指向新节点 prev.next = newNode; // 让prev的下一个节点的prev指向新节点 next.prev = newNode; size++; } } } // 采用尾插法为链表添加新节点 public void add(T element) { // 如果该链表还是空链表 if (header == null) { header = new Node(element, null, null); // 只有一个节点，header、tail都指向该节点 tail = header; } else { // 创建新节点，新节点的pre指向原tail节点 Node newNode = new Node(element, tail, null); // 让尾节点的next指向新增的节点 tail.next = newNode; // 以新节点作为新的尾节点 tail = newNode; } size++; } // 采用头插法为链表添加新节点 public void addAtHeader(T element) { // 创建新节点，让新节点的next指向原来的header // 并以新节点作为新的header header = new Node(element, null, header); // 如果插入之前是空链表 if (tail == null) { tail = header; } size++; } // 删除链式线性表中指定索引处的元素 public T delete(int index) { if (index < 0 || index > size - 1) { throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界"); } Node del = null; // 如果被删除的是header节点 if (index == 0) { del = header; header = header.next; // 释放新的header节点的prev引用 header.prev = null; } else { // 获取删除节点的前一个节点 Node prev = getNodeByIndex(index - 1); // 获取将要被删除的节点 del = prev.next; // 让被删除节点的next指向被删除节点的下一个节点 prev.next = del.next; // 让被删除节点的下一个节点的prev指向prev节点 if (del.next != null) { del.next.prev = prev; } // 将被删除节点的prev、next引用赋为null del.prev = null; del.next = null; } size--; return del.data; } // 删除链式线性表中最后一个元素 public T remove() { return delete(size - 1); } // 判断链式线性表是否为空表 public boolean empty() { return size == 0; } // 清空线性表 public void clear() { // 将底层数组所有元素赋为null header = null; tail = null; size = 0; } public String toString() { // 链表为空链表 if (empty()) { return "[]"; } else { StringBuilder sb = new StringBuilder("["); for (Node current = header; current != null; current = current.next) { sb.append(current.data.toString() + ", "); } int len = sb.length(); return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString(); } } // 倒序toString public String reverseToString() { if (empty()) { return "[]"; } else { StringBuilder sb = new StringBuilder("["); for (Node current = tail; current != null; current = current.prev) { sb.append(current.data.toString() + ", "); } int len = sb.length(); return sb.delete(len - 2, len).append("]").toString(); } } }
测试类：
package com.ietree.basic.datastructure.dublinklist;
/**
* 测试类
*
* @author Dylan
*/
public class DuLinkListTest {
public static void main(String[] args) {
DuLinkList list = new DuLinkList();
list.insert("aaaa", 0);
list.add("bbbb");
list.insert("cccc", 0);
// 在索引为1处插入一个新元素
list.insert("dddd", 1);
// 输出顺序线性表的元素
System.out.println(list);
// 删除索引为2处的元素
list.delete(2);
System.out.println(list);
System.out.println(list.reverseToString());
// 获取cccc字符串在顺序线性表中的位置
System.out.println("cccc在顺序线性表中的位置：" + list.locate("cccc"));
System.out.println("链表中索引1处的元素：" + list.get(1));
list.remove();
System.out.println("调用remove方法后的链表：" + list);
list.delete(0);
System.out.println("调用delete(0)后的链表：" + list);
}
} 程序输出：
[cccc, dddd, aaaa, bbbb] [cccc, dddd, bbbb] [bbbb, dddd, cccc] cccc在顺序线性表中的位置：0 链表中索引1处的元素：dddd 调用remove方法后的链表：[cccc, dddd] 调用delete(0)后的链表：[dddd]
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