数据结构和算法双向链表

Posted 2021-07-19 思想累积

双向链表增删改查

• 单向链表查找的方向只能是一个方向，双向链表可以向前或者向后查找
• 单向链表不可以自我删除，需要靠辅助节点，双向链表可以自我删除

双向链表增删改查思路

• 遍历：方式与单链表一样，可以向前也可以向后查找
• 添加：默认添加到双向链表最后
  • 先找到双向链表最后一个节点
  • 最后一个节点的 next = 要添加节点
  • 要添加节点的 pre = 最后一个节点
• 删除：找到要删除的节点 (delNode)
  • 要删除节点指向前一个节点 pre 的 next 为当前节点的 next delNode.pre.next = delNode.next;
  • 要删除节点的 next 的 pre 为要删除节点的 pre delNode.next.pre = delNode.pre;

增删改查代码实现

public class DoubleLinkedListDemo {

    // 双向链表测试
    public static void main(String[] args) {
        // 创建双向链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
        // 将节点插入链表
        doubleLinkedList.addSort(new Node(1, "a", "a"));
        doubleLinkedList.addSort(new Node(4, "d", "d"));
        doubleLinkedList.addSort(new Node(2, "b", "b"));
        doubleLinkedList.addSort(new Node(5, "e", "e"));
        doubleLinkedList.addSort(new Node(5, "e", "e"));
        doubleLinkedList.addSort(new Node(7, "e", "e"));
        doubleLinkedList.addSort(new Node(3, "v", "c"));
        // 展示链表数据
        doubleLinkedList.list();
        System.out.println("-------------修改编号为 1 节点后链表为------------");
        doubleLinkedList.update(new Node(1, "sss", "sss"));
        doubleLinkedList.list();
        System.out.println("-------------删除编号为 2 节点后链表为------------");
        doubleLinkedList.deleteNode(2);
        doubleLinkedList.list();
    }

}

// 双向链表的类
class DoubleLinkedList {
    // 头节点
    private Node head = new Node(0, "", "");

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

    // 遍历双向链表
    public void list(){
        // 判断链表是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        Node temp = head.next;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            System.out.println(temp);
            temp = temp.next;
        }
    }

    // 添加一个节点 Node 到双向链表最后
    public void add(Node node) {
        Node temp = head;
        // 遍历链表找到最后节点
        while (true) {
            // 找到最后一个退出循环
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            // temp 后移，继续查找
            temp = temp.next;
        }
        // temp 指向了链表的最后一个节点
        // 双向链表 最后一个节点 next 指向添加的节点
        // 添加的节点的 pre 指向 最后一个节点
        // 形成一个双向链表
        temp.next = node;
        node.pre = temp;
    }

    // 按照编号顺序添加节点
    public void addSort(Node node) {
        Node temp = head;
        boolean flag = false; // 编号是否一致
        while (true) {
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            if (temp.next.no == node.no) { // 存在编号相同节点
                flag = true;
                break;
            }
            if (temp.next.no > node.no) {
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        // 存在相同数据
        if (flag) {
            System.out.printf("已存在编号为：%d的数据\\n", node.no);
        } else {
            if (temp.next == null) { // 最后一个节点了
                temp.next = node;
                node.pre = temp;
                return;
            }
            // 要插入的 Node 的 next 下一个节点为插入位置下一个节点
            node.next = temp.next;
            // 要插入的 Node 的 pre 上一个节点为插入位置下一个节点的 pre
            node.pre = temp.next.pre;
            // 插入位置的下一个节点为 node
            temp.next = node;
        }

    }

    // 修改一个节点的数据，修改方式与单向链表一致
    public void update(Node node) {
        // 判断是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        Node temp = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            // 遍历完链表
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.no == node.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }

        // 根据 flag 判断是否找到了要修改的节点
        if (flag) {
            temp.name = node.name;
            temp.nickName = node.nickName;
            System.out.println("修改完成");
        }else {
            System.out.println("未找到要修改的节点" + node);
        }
    }

    // 删除节点
    public void deleteNode(int delNo){
        // 判断当前链表是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空,无法删除");
            return;
        }
        Node temp = head; // 辅助指针
        boolean flag = false; // 是否找到要删除节点
        while (true) {
            // 找到链表的最后未找到要删除节点
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            if (temp.no == delNo) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag){
            temp.pre.next = temp.next;
            if (temp.next != null) { // 最后一个节点需要加判断，否则会空指针异常
                temp.next.pre = temp.pre;
            }
            System.out.println("删除完成");
        }else {
            System.out.println("未找到删除节点");
        }
    }

}

// Node，每个 Node 对应一个节点
class Node {
    public int no;
    public String name;
    public String nickName;
    // 指向后一个节点
    public Node next;
    // 指向前一个节点
    public Node pre;

    // 构造
    public Node(int no, String name, String nickName) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

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