Java数据结构之双向链表

Posted 2022-05-11 mwcloud

管理单向链表的缺点分析：

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。

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

对上图的说明：

分析双向链表的遍历、添加、修改、删除的操作思路：

1）遍历：方法和单链表一样，只是可以向前查找，也可以向后查找

2）添加：（默认添加到双向链表的最后）

• 先找到双向链表的最后的节点
• temp.next = newHeroNode;
• newHeroNode.pre = temp;

3）修改：思路和原来的单向链表一样

4）删除

• 因为是双向链表，因此可以实现某个节点的自我删除
• 直接找到要删除的这个节点，如temp
• temp.pre.next = temp.next;
• temp.next.pre = temp.pre;

代码实现：

链表节点结构类

// 定义HeroNode2 ， 每个HeroNode 对象就是一个节点
class HeroNode2 
    public int no;
    public String name;
    public String nickname;
    public HeroNode2 next; // 指向下一个节点, 默认为null
    public HeroNode2 pre; // 指向前一个节点, 默认为null
    // 构造器

    public HeroNode2(int no, String name, String nickname) 
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    

    // 为了显示方法，我们重新toString
    @Override
    public String toString() 
        return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
    

链表操作类：

// 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 HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");

    // 返回头节点
    public HeroNode2 getHead() 
        return head;
    

    // 遍历双向链表的方法
    // 显示链表[遍历]
    public void list() 
        // 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
        HeroNode2 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， 一定小心
            temp = temp.next;
        
    

    // 添加一个节点到双向链表的最后.
    public void add(HeroNode2 heroNode) 

        // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历 temp
        HeroNode2 temp = head;
        // 遍历链表，找到最后
        while (true) 
            // 找到链表的最后
            if (temp.next == null) //
                break;
            
            // 如果没有找到最后, 将将temp后移
            temp = temp.next;
        
        // 当退出while循环时，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单向链表一样
    // 只是 节点类型改成 HeroNode2
    public void update(HeroNode2 newHeroNode) 
        // 判断是否空
        if (head.next == null) 
            System.out.println("链表为空~");
            return;
        
        // 找到需要修改的节点, 根据no编号
        // 定义一个辅助变量
        HeroNode2 temp = head.next;
        boolean flag = false; // 表示是否找到该节点
        while (true) 
            if (temp == null) 
                break; // 已经遍历完链表
            
            if (temp.no == newHeroNode.no) 
                // 找到
                flag = true;
                break;
            
            temp = temp.next;
        
        // 根据flag 判断是否找到要修改的节点
        if (flag) 
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickname = newHeroNode.nickname;
         else  // 没有找到
            System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点，不能修改\\n", newHeroNode.no);
        
    

    // 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");
            return;
        

        HeroNode2 temp = head.next; // 辅助变量(指针)
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点的
        while (true) 
            if (temp == null)  // 已经到链表的最后
                break;
            
            if (temp.no == no) 
                // 找到的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;[单向链表]
            temp.pre.next = temp.next;
            // 这里我们的代码有问题?
            // 如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针
            if (temp.next != null) 
                temp.next.pre = temp.pre;
            
         else 
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\\n", no);