带头结点的双向链表 增删改查遍历

package com.zzb.datastructure;

import java.io.Serializable;

/**
 * @Auther: Administrator
 * @Date: 2019/10/2 21:13
 * @Description: 带头结点的双向链表 增删改查遍历
 */
public class DoubleLinkedListDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 添加节点
        testAdd();
        // 添加节点
        testAddByOrder();
        // 修改节点
        testUpdate();
        // 删除节点
        testDel();
    }

    // 测试添加节点
    private static void testAdd() {
        // 双向链表集合
        DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList();
        // 元素节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
        // 添加元素节点
        list.add(hero2);
        list.add(hero1);
        list.add(hero4);
        list.add(hero3);
        // 遍历双向链表集合中的元素节点
        /*HeroNode{id=2, name='卢俊义', nickName='玉麒麟'}
        HeroNode{id=1, name='宋江', nickName='及时雨'}
        HeroNode{id=4, name='林冲', nickName='豹子头'}
        HeroNode{id=3, name='吴用', nickName='智多星'}*/
        list.list();
        System.out.println();
    }

    // 测试添加节点
    private static void testAddByOrder() {
        // 双向链表集合
        DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList();
        // 元素节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
        // 添加元素节点
        list.addByOrder(hero4);
        list.addByOrder(hero2);
        list.addByOrder(hero1);
        list.addByOrder(hero4);
        list.addByOrder(hero3);
        // 遍历双向链表集合中的元素节点
        /*id已存在，添加失败！
        HeroNode{id=1, name='宋江', nickName='及时雨'}
        HeroNode{id=2, name='卢俊义', nickName='玉麒麟'}
        HeroNode{id=3, name='吴用', nickName='智多星'}
        HeroNode{id=4, name='林冲', nickName='豹子头'}*/
        list.list();
        System.out.println();
    }

    // 测试修改节点
    private static void testUpdate() {
        // 双向链表集合
        DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList();
        // 元素节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
        // 添加元素节点
        list.add(hero2);
        list.add(hero1);
        list.add(hero4);
        list.add(hero3);
        //修改元素节点
        list.update(new HeroNode(1, "小宋", "小雨"));
        // 遍历双向链表集合中的元素节点
        /*HeroNode{id=2, name='卢俊义', nickName='玉麒麟'}
        HeroNode{id=1, name='小宋', nickName='小雨'}
        HeroNode{id=4, name='林冲', nickName='豹子头'}
        HeroNode{id=3, name='吴用', nickName='智多星'}*/
        list.list();
        System.out.println();
    }

    // 测试删除节点
    private static void testDel() {
        // 双向链表集合
        DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList();
        // 元素节点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");
        // 添加元素节点
        list.add(hero2);
        list.add(hero1);
        list.add(hero4);
        list.add(hero3);
        // 删除元素节点
        list.del(1);
        // 遍历双向链表集合中的元素节点
        /*HeroNode{id=1, name='宋江', nickName='及时雨'}
        HeroNode{id=4, name='林冲', nickName='豹子头'}
        HeroNode{id=3, name='吴用', nickName='智多星'}*/
        list.list();
        System.out.println();
    }
}

// 双向链表集合
class DoubleLinkedList {
    // 头节点，起到标识作用，其next属性要么为null，要么就是保存第一个元素节点的地址
    private HeroNode head = new HeroNode(0, "", "");

    // 添加元素节点
    public void add(HeroNode node) {
        // 找出next属性为null的末尾元素节点,把新添加的元素节点设置到该末尾节点的next属性上
        // 每次添加都假设head头结点为next属性为null的末尾元素节点
        HeroNode lastNode = head;
        while(true) {
            if(lastNode.getNext() == null) {
                // 说明lastNode是头结点或者是末尾节点
                break;
            }
            // 没有找到末尾节点，lastNode后移
            lastNode = lastNode.getNext();
        }
        // 退出循环，lastNode就是末尾节点
        // 把新添加的元素节点设置到该末尾节点的next属性上
        lastNode.setNext(node);
        node.setPre(lastNode);
    }

    // 添加元素节点时，按照id从小到大排序，保存元素节点
    // 如果添加时已存在该id，则添加失败，给出提示
    public void addByOrder(HeroNode node) {
        //因为头节点不能动，需要通过一个辅助指针(变量)temp来帮助找到添加的位置
        // 要找的temp是位于添加位置的前一个节点
        HeroNode temp = head;
        // 新添加的元素的id是否存再，默认false不存在
        boolean flag = false;
        while(true) {
            if(temp.getNext() == null) {
                // 说明temp是头结点(待添加的节点是第一个节点)或者是末尾节点(待添加的节点id在已存在的节点中最大)
                break;
            }
            // 找到新添加元素节点的位置，在temp的后面添加
            if(temp.getNext().getId() > node.getId()) {
                break;
            }
            // id相同不添加
            if(temp.getNext().getId() == node.getId()) {
                flag = true;
                break;
            }
            // 没有找到添加位置，temp后移
            temp = temp.getNext();
        }
        // id存在
        if(flag) {
            System.out.println("id已存在，添加失败！");
        } else {
            if(temp.getNext() == null) { // 在末尾节点添加元素节点
                node.setPre(temp);
                node.setNext(temp.getNext());
                temp.setNext(node);
            } else { // 在两个节点之间添加元素节点
                node.setPre(temp);
                node.setNext(temp.getNext());
                temp.getNext().setPre(node);
                temp.setNext(node);
            }
        }
    }

    // 修改元素节点属性
    public void update(HeroNode node) {
        // 判断双向链表集合是否为空
        if(head.getNext() == null) {
            System.out.println("双向链表集合为空！");
            return;
        }
        HeroNode temp = head.getNext();
        // 是否找到要修改的元素节点，默认false没找到
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if(temp == null) {
                // 没有找到要修改的元素节点
                break;
            }
            // 找到要修改的元素节点
            if(temp.getId() == node.getId()) {
                flag = true;
                break;
            }
            // 没有找到要修改的元素节点，temp后移
            temp = temp.getNext();
        }
        if(flag) { // 找到
            temp.setName(node.getName());
            temp.setNickName(node.getNickName());
        } else { // 没找到
            System.out.println("没有找到要修改的元素节点！id == " + node.getId());
        }
    }

    // 删除元素节点
    public void del(Integer id) {
        // 判断单向链表集合是否为空
        if(head.getNext() == null) {
            System.out.println("单向链表集合为空！");
            return;
        }
        //因为头节点不能动，需要通过一个辅助指针(变量)temp来帮助找到要删除的元素节点
        //因为双向链表，要找的temp就是要删除元素节点，可以实现自我删除，单向链表不能自我删除
        HeroNode temp = head.getNext();
        // 是否找到要删除的元素节点，默认false没有找到
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if(temp == null) {
                // 没有找到要删除的元素节点
                break;
            }
            // 找到要删除的元素节点
            if(temp.getNext().getId() == id) {
                flag = true;
                break;
            }
            // 没有找到要删除的元素节点，temp后移
            temp = temp.getNext();
        }
        if(flag) { // 找到
            temp.getPre().setNext(temp.getNext());
            if(temp.getNext() != null) {
                // 从链表的中间删除节点，则要改行代码
                temp.getNext().setPre(temp.getPre());
            }
        } else { // 没找到
            System.out.println("要删除的元素节点不存在！id == " + id);
        }
    }

    // 遍历单向链表集合中的元素节点
    public void list() {
        // 判断链表是否为空
        if(head.getNext() == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 从头结点开始取出next属性对应的值进行判断，不为空则输出
        HeroNode temp = head.getNext();
        while(true) {
            if(temp == null) {
                break;
            }
            System.out.println(temp);
            temp = temp.getNext();
        }
    }
}

// 英雄节点类
class HeroNode implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -8283217516456007620L;

    private Integer id;
    private String name;
    private String nickName;
    private HeroNode next;
    private HeroNode pre;

    public HeroNode() {

    }

    public HeroNode(Integer id, String name, String nickName) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getNickName() {
        return nickName;
    }

    public void setNickName(String nickName) {
        this.nickName = nickName;
    }

    public HeroNode getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(HeroNode next) {
        this.next = next;
    }

    public HeroNode getPre() {
        return pre;
    }

    public void setPre(HeroNode pre) {
        this.pre = pre;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}