• java - 数据结构，双向链表 - LinkedList

    一、双向链表 （不带头）

    无头双向链表：在Java的集合框架库中LinkedList底层实现就是无头双向循环链表
    在这里插入图片描述

    • 双向链表 和 单向链表的区别，就在于 双向 比 单向 多个 一个前驱地址。而且 你会发现 正因为有了前驱地址，所以所以这个链表，它有两种走向，这也是这个链表为什么叫做双向链表的原因之一

    首先看看单链表是如何删除节点的

    在这里插入图片描述
    总结：
       单向链表在删除一个节点的时候，需要借助前驱节点，才能删除。

    双向链表是如何删除节点的

    双向链表删除节点，不需要借助前驱节点
    因为双向链表，它存储前驱和后驱的节点的地址，它都知道。
    另外双向链表会多一个引用last，这个引用永远指向此时链表的尾巴节点
    head就是永远指向双向链表的头节点。

    在这里插入图片描述

    二、模拟实现双向链表

    2.1、实现一个类，来表示双向链表的节点

    class ListNode{
    //存储int类型的数据
    public int val;
    //存储上一个节点的地址
    public ListNode prev;
    //存储下一个节点的地址
    public ListNode next;
    
    public ListNode(int val){
        //构造方法
        this.val = val;
    }
}

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    2.2、实现一个类，来表示双向链表

    public class MyLinkedList {
    //指向双向链表的头结点
    public ListNode head;
    //指向双向链表的尾巴节点
    public ListNode last;

    //头插法
    public void addFirst(int data){
        
    };
    //尾插法
    public void addLast(int data){
        
    };
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public boolean addIndex(int index,int data){
        return true;
    };
    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key){
        return true;
    };
    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key){
        
    };
    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key){
        
    };
    //得到单链表的长度
    public int size(){
        return 0;
    };
    public void display(){
        
    };
    public void clear(){
        
    };
}

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    实现LinkedList中的所有方法
    通过这些方法就可以操作链表

    打印链表

    //打印链表
    public void display(){
        ListNode cur = this.head;
        while(cur != null){
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    };

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    得到链表的长度

    //得到链表的长度
    public int size(){
        ListNode cur = this.head;
        int count = 0;
        while(cur != null){
            count++;
            cur = cur.next;
        }
       return count;
    };

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    查找是否包含关键字key是否在单链表当中

    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
//找到返回true，找不到返回false
    public boolean contains(int key){
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null){
            if(cur.val == key){
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    };

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    头插法

    //头插法
    public void addFirst(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(this.head == null){
            this.head = node;
            this.last = node;
        }else {
            node.prev = this.head.prev;
            node.next = head;
            head = node;
        }
    };

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    尾插法

    //尾插法
    public void addLast(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(this.head == null){
            this.head = node;
            this.last = node;
        } else {
            this.last.next = node;
            node.prev = this.last;
            last = node;
       

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    任意位置插入，第一个数据节点为0号下标

    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        //当链表为空的时候
        if(this.head == null){
            addFirst(data);
            return;
        }
        //当链表不为空的时候，
        if(index == 0){
            addFirst(data);
            return;
        }
        if (index == size()){
            addLast(data);
            return;
        }
        ListNode cur = this.head;
        while(index-1 != 0){
            cur  = cur.next;
            index--;
        }
        node.prev = cur;
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
        node.prev = cur.next.prev;

    };

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    删除第一次出现关键字为key的节点

    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key){
        ListNode cur = this.head;
        if(this.head == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //如果删除的是头结点
        if(this.head.val == key){
            this.head = this.head.next;
            this.head.prev = null;
            return;
        }
        //如果删除的是尾巴结点
        if(this.last.val == key){
            this.last = this.last.prev;
            this.last.next = null;
            return;
        }
        //删除的是中间的节点
        while (cur != null){
            if(cur.val == key){
                cur.prev.next = cur.next;
                cur.next.prev = cur.prev;
                return ;
            }
            cur = cur.next;
        }

    };

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    删除所有值为key的节点

        //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key){
        if(this.head == null){
            System.out.println("链表为空!");
            return;
        }
        ListNode cur = this.head;
        while(cur != null){
            if(cur.val == key){
                if(cur == this.head){
                    //如果key值是头结点
                    this.head = this.head.next;
                    if(head != null){
                        //不止一个节点
                        this.head.prev = null;
                    }else {
                        //如果只有一个节点，并且也是要删除的节点
                        this.last = null;
                    }
                }else {
                    cur.prev.next = cur.next;
                    //不是头结点
                   if(cur.next != null){
                       cur.next.prev = cur.prev;
                   }else {
                       this.last = this.last.prev;
                   }
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
    };

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    清空链表里面的元素

    public void clear(){
        if(this.head == null){
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }

        while (this.head != null){
            ListNode headNext = this.head.next;
            this.head.prev =null;
            this.head.next = null;
            this.head = headNext;// head 在此过程中，置为null，因为 最后一个元素的next 等null，
        }
        this.last = null;
    };

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    总结 - 模拟实现双向链表

    class ListNode{
    //存储int类型的数据
    public int val;
    //存储上一个节点的地址
    public ListNode prev;
    //存储下一个节点的地址
    public ListNode next;

    public ListNode(int val){
        //构造方法
        this.val = val;
    }
}

public class MyLinkedList {
    //指向双向链表的头结点
    public ListNode head;
    //指向双向链表的尾巴节点
    public ListNode last;


    //得到链表的长度
    public int size(){
        ListNode cur = this.head;
        int count = 0;
        while(cur != null){
            count++;
            cur = cur.next;
        }
       return count;
    };
    
    //打印链表
    public void display(){
        ListNode cur = this.head;
        while(cur != null){
            System.out.print(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    };

    //头插法
    public void addFirst(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(this.head == null){
            this.head = node;
            this.last = node;
        }else {
            node.prev = this.head.prev;
            node.next = head;
            this.head = node;
        }
    };
    
    //尾插法
    public void addLast(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(this.head == null){
            this.head = node;
            this.last = node;
        } else {
            this.last.next = node;
            node.prev = this.last;
            last = node;
        }
    };
    
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        //当链表为空的时候
        if(this.head == null){
            addFirst(data);
            return;
        }
        //当链表不为空的时候，
        if(index == 0){
            addFirst(data);
            return;
        }
        if (index == size()){
            addLast(data);
            return;
        }
        ListNode cur = this.head;
        while(index-1 != 0){
            cur  = cur.next;
            index--;
        }
        node.prev = cur;
        node.next = cur.next;
        cur.next = node;
        node.prev = cur.next.prev;

    };

    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    public boolean contains(int key){
        ListNode cur = this.head;
        while (cur != null){
            if(cur.val == key){
                return true;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return false;
    };

    //删除第一次出现关键字为key的节点
    public void remove(int key){
        ListNode cur = this.head;
        if(this.head == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
		  }

        //如果删除的是头结点
        if(this.head.val == key){
            this.head = this.head.next;
            //this.head.prev = null;
            return;
        }
        //如果删除的是尾巴结点
        if(this.last.val == key){
            this.last = this.last.prev;
            this.last.next = null;
            return;
        }
        //删除的是中间的节点
        while (cur != null){
            if(cur.val == key){
                cur.prev.next = cur.next;
                cur.next.prev = cur.prev;
                return;
            }
            cur = cur.next;
        }

    };

    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key){
        if(this.head == null){
            System.out.println("链表为空!");
            return;
        }
        ListNode cur = this.head;
        while(cur != null){
            if(cur.val == key){
                if(cur == this.head){
                    //如果key值是头结点
                    this.head = this.head.next;
                    if(head != null){
                        //不止一个节点
                        this.head.prev = null;
                    }else {
                        //如果只有一个节点，并且也是要删除的节点
                        this.last = null;
                    }
                }else {
                    cur.prev.next = cur.next;
                    //不是头结点
                   if(cur.next != null){
                       cur.next.prev = cur.prev;
                   }else {
                       this.last = this.last.prev;
                   }
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
    };

  


    public void clear(){
        if(this.head == null){
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }

        while (this.head != null){
            ListNode headNext = this.head.next;
            this.head.prev =null;
            this.head.next = null;
            this.head = headNext;// head 在此过程中，置为null，因为 最后一个元素的next 等null，
        }
        this.last = null;
    };
}


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    三、顺序表和链表的区别和联系

    组织数据上：

    • 1、顺序表底层是一个数组，他是一个逻辑上和物理上都是连续的
    • 2、链表是一个由若干节点组成的一个数据结构，逻辑上是连续的但是在物理上【内存上】是不连续的。

    操作数据上：

    • 1、顺序表适合，查找相关的操作，因为，可以使用下标，直接获取到某个位置的元素。
    • 2、链表适合于，频繁的插入和删除操作。此时不需要像顺序表一样，移动元素。链表的插入只需要修改指向即可。
    • 3、顺序表还有不好的地方，就是你需要看满不满，满了要扩容，扩容了之后，不一定都能放完。所以，他的空间上的利用率不高。
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/ryy1999/article/details/128157305