1. 双向链表:在单链表的每个结点中,再设置一个指向其前驱结点的指针域,那么在双向链表中的结点都有两个指针域,一个指向直接后继,另一个指向直接前驱。
2. 单链表和双向链表比较:
单链表:总是要从头到尾找结点,只能正遍历,不能反遍历。
双向链表: 可以从头找到尾,也可以从尾找到头,即正反遍历都可以,可以有效提高算法的时间性能,但由于每个结点需要记录两份指针,所以在空间占用上略多一点,这就是通过空间来换时间。
3. Java实现双向链表:
// 双向链表
public class DoubleLinkedList<E> {
private Node<E> head; // 头结点
private int size; // 链表长度
// 建立一个空链表
public DoubleLinkedList() {
head = null;
size = 0;
}
// 在头结点前插入
public boolean addBeforeHead(E data){
Node<E> newNode = new Node<E>(data);
if(isEmpty()){
head = newNode;
}else{
head.setPrev(newNode);
newNode.setNext(head);
head = newNode;
}
size++;
return true;
}
// 在链表尾部插入
public boolean addAfterTail(E data){
Node<E> newNode = new Node<E>(data);
if(isEmpty()){
head = newNode;
}else{
Node<E> tail = get(size);
tail.setNext(newNode);
newNode.setPrev(tail); // 设置新结点的上一结点
}
size++;
return true;
}
// 插入指定位置的结点
public boolean insert(int position, E data) {
if(position >= 1 && (position <= size + 1)){
Node<E> newNode = new Node<E>(data);
if(isEmpty() || position == 1){ // 链表为空或在头结点前插入
addBeforeHead(data);
}else if(position == size + 1){ // 在尾结点后插入
Node<E> preNode = get(position - 1);
newNode.setPrev(preNode);
preNode.setNext(newNode);
}else{ // 在其他位置插入
Node<E> preNode = get(position - 1); // 获取position的前一结点
Node<E> afterNode = preNode.getNext(); // 获取未插入结点时position位置对应结点
newNode.setPrev(preNode); // ①
newNode.setNext(afterNode); // ②
afterNode.setPrev(newNode); // ③
preNode.setNext(newNode); // ④
}
size++;
return true;
}
return false;
}
// 删除指定位置的结点
public E delete(int position) {
E result = null;
if(position >= 1 && position <= size){
if(position == 1){ // 删除头结点
result = head.getData();
Node<E> afterHead = head.getNext();
afterHead.setPrev(null);
head.setNext(null);
head = afterHead;
}else if(position == size){ // 删除尾结点
Node<E> preNode = get(position - 1); // 获取待删除结点的前一结点
Node<E> delNode = preNode.getNext(); // 获取待删除结点
result = delNode.getData();
preNode.setNext(null);
}else{ // 删除其他结点
Node<E> preNode = get(position - 1); // 获取待删除结点的前一结点
Node<E> delNode = preNode.getNext(); // 获取待删除结点
result = delNode.getData();
Node<E> nextNode = delNode.getNext();// 获取待删除结点的下一结点
preNode.setNext(nextNode); // ①
nextNode.setPrev(preNode); // ②
}
size--;
}
return result;
}
// 获取某个位置的结点(正序遍历)
public Node<E> get(int position){
Node<E> targetNode = null;
if(!isEmpty() && position >= 1 && position <= size){
targetNode = head;
for(int i = 1; i < position ; i++){
targetNode = targetNode.getNext(); // 循环获取对应位置的结点
}
}
return targetNode;
}
// 获取链表的长度
public int getSize(){
return size;
}
// 判断链表是否为空
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
// 打印链表数据
public void display(){
Node<E> node = head;
System.out.print("双向链表: ");
for(int i = 0; i < size; i++){
System.out.print(" " + node.getData());
node = node.getNext();
}
System.out.println("");
}
}
//结点类,包含结点的数据和指向下一个节点的引用
public class Node<E> {
private E data; // 数据域
private Node<E> next; // 指针域保存着下一节点的引用
private Node<E> prev; // 指针域保存着上一节点的引用 (相比单链表,双向链表多了这个指针)
public Node() {
}
public Node(E data) {
this.data = data;
}
public Node(E data, Node<E> next, Node<E> prev) {
this.data = data;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
public E getData() {
return data;
}
public void setData(E data) {
this.data = data;
}
public Node<E> getNext() {
return next;
}
public void setNext(Node<E> next) {
this.next = next;
}
public Node<E> getPrev() {
return prev;
}
public void setPrev(Node<E> prev) {
this.prev = prev;
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
DoubleLinkedList<Integer> dll = new DoubleLinkedList<Integer>();
dll.addBeforeHead(2);
dll.addAfterTail(3);
dll.addBeforeHead(1);
dll.display();
dll.insert(4,4);
dll.insert(5,5);
dll.insert(6,6);
dll.display();
dll.delete(6);
dll.delete(3);
dll.delete(1);
dll.display();
System.out.println("双向链表的长度为: " + dll.getSize());
}
}
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