Java实现双向循环链表

双向循环链表定义

相比于单链表，有两个指针，next指针指向下一个结点,prior指针指向上一个结点,最后一个结点的next指针指向头结点，头结点的prior指针指向最后一个结点

代码实现：

我们对单链表的实现加以修改

package algorithm.datastructure.doublelinkedlist;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
* 双向循环链表
* 两个指针，next指针指向下一个结点,prior指针指向上一个结点,最后一个结点的next指针指向头结点，
* 头结点的prior指针指向最后一个结点
* */
public class LinkedList {
 private Node head;//头节点
 private int size;//链表长度

 static private class Node{
 private int data;//数据
 private Node next;//下一个结点
 private Node prior;//上一个结点

 public Node(){
 }
 public Node(int data){
  this.data=data;
 }
 private Node(int data,Node next){
  this.data=data;
  this.next=next;
 }

 public Node(Node prior,int data,Node next){
  this.prior=prior;
  this.data=data;
  this.next=next;
 }

 }

 //初始化空链表
 public LinkedList(){
 //head=null;
 }

 //添加元素
 public Boolean add(int element){
 linkLast(element);
 return true;
 }

 //在某个位置之前添加元素
 public Boolean add(int index,Integer element){
 checkPositionIndex(index);
 if (index==size){
  linkLast(element);
 } else {
  linkBefore(element,node(index));
 }

 return true;
 }

 //根据下标获取元素
 public int get(int index){
 checkElementIndex(index);
 return node(index).data;
 }
 //获取第一个元素
 public Integer getFirst(){
 Node f=head;
 if (f==null){
  throw new NoSuchElementException();
 } else {
  return f.data;
 }
 }
 //获取最后一个元素
 public Integer getLast(){
 if (size==0){
  throw new NoSuchElementException();
 }

 return head.prior.data;
 }

 //删除第一个元素
 public Integer removeFirst(){
 Node f=head;
 if (f==null){
  throw new NoSuchElementException();
 } else {
  return unlink(head);
 }
 }

 //删除最后一个元素
 public Integer removeLast(){
 if (size==0){
  throw new NoSuchElementException();
 }
 int index=size-1;
 return unlink(node(index));
 }


 //根据索引删除元素
 public Integer remove(int index){
 checkElementIndex(index);
 return unlink(node(index));
 }

 //销毁链表
 public void destroyList(){
 clearList();
 }
 //将链表置为空表
 public void clearList() {

 for (Node p=head;p!=null;){
  Node next=p.next;//记录下一个结点
  p=null;//删除当前结点
  p=next;//指向下一个结点
 }
 size=0;
 head=null;
 }
 //遍历链表
 public void traverseList(Boolean isReverseVisited){
 if (!isEmpty()){
  if (!isReverseVisited){
  for (Node p=head;p!=head.prior;p=p.next){
   System.out.println(p.data);
  }
  System.out.println(head.prior.data);
  } else {
  for (Node p=head.prior;p!=head;p=p.prior){
   System.out.println(p.data);
  }
  System.out.println(head.data);
  }
 }
 }



 //返回链表元素个数
 public int size(){
 return size;
 }


 public Boolean isEmpty(){
 return size==0;
 }
 /**双向链表插入一个结点，要改变的指针如下:
 *
 *(1)前一个结点的next指针
 *(2)后一个结点的prior指针
 *(3)新创建的结点的prior指针和next指针
 * */
 //尾部添加结点
 private void linkLast(int element){
 if (size==0){//没有结点时
  head=new Node(element);
  head.next=head;
  head.prior=head;
  size++;
 } else {
  //得到最后一个结点
  Node oldTail=head.prior;
  //new新的尾结点 newTail
  //newTail的前一个结点设置为旧的尾结点,
  //newTail的后一个结点指向head
  Node newTail=new Node(oldTail,element,head);
  //head的下一个结点指向newTail
  head.prior=newTail;
  //旧的尾结点的下一个结点指向新的尾结点
  oldTail.next=newTail;
  size++;
 }

 }


 //在某结点之前插入结点
 private void linkBefore(int element,Node node){
 if (node==null){
  linkLast(element);
 } else {
  Node p=head;
  if (node.data==p.data){
  Node q=p.prior;
  Node newNode=new Node(q,element,p);
  q.next=newNode;
  p.prior=newNode;
  size++;
  } else {
  for (p=p.next;p!=head;){
   if (node.data==p.data){
   Node q=p.prior;
   Node newNode=new Node(q,element,p);
   q.next=newNode;
   p.prior=newNode;
   size++;
   }
   p=p.next;
  }

  }


 }

 }
 /*
 * 双向链表删除一个结点:
 * (1)找到该结点
 * (2)找到该结点的前一结点(prior)p和下一结点(next)q
 * (3)p的next指针指向q,q的prior指针指向p
 * (4)如果是删除的是头结点，指明当前头结点
 * */

 //删除结点
 private Integer unlink(Node node){
 Integer deleteNodeData=node.data;
 Node p=null,q=null;
 if (deleteNodeData==head.data){//该结点为头结点
  Node cur=head;
  p=head.prior;
  q=head.next;
  p.next=q;
  q.prior=p;
  head=q;
  cur=null;
  size--;
 } else {
  Node m;
  for (m=head.next;m!=head;){
  if (m.data==deleteNodeData){
   p=m.prior;
   q=m.next;
   p.next=q;
   q.prior=p;
   m=null;
   size--;
   break;
  }
  m=m.next;
  }

 }
 return deleteNodeData;
 }

 //数组下标是否越界
 private Boolean isElementIndex(int index){
 return index>=0&&index=0&&index<=size;
 }

 //检验下标是否越界，抛出异常
 private void checkElementIndex(int index){
 if(!isElementIndex(index)){
  try {
  throw new IndexOutOfBoundsException("下标越界");
  } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
  }
 }
 }

 //检验插入下标是否越界，抛出异常
 private void checkPositionIndex(int index){
 if(!isPositionIndex(index)){
  try {
  throw new IndexOutOfBoundsException("下标越界");
  } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
  }
 }
 }



 //返回指定位置的元素
 private Node node(int index){
 int nowIndex = 0;
 if(size>0){
  for (Node p=head;p!=head.prior;){
  if (nowIndex==index){
   return p;
  }
  p=p.next;
  nowIndex++;
  }
  if (nowIndex==index){
  return head.prior;
  }
 }
 return null;

 }

 public static void main(String[] args) {

 java.util.LinkedList linkedList0=new java.util.LinkedList();
 linkedList0.add(6);
 linkedList0.remove(0);
 linkedList0.size();
 linkedList0.peek();
 //linkedList0.getFirst();
 linkedList0.clear();

 //测试
 LinkedList linkedList=new LinkedList();
 linkedList.add(2);
 linkedList.add(3);
 linkedList.add(5);
 linkedList.add(7);
 linkedList.add(1);
 linkedList.add(33);

 linkedList.add(4,0);
 linkedList.add(3,1);
 linkedList.add(7,6);
 linkedList.add(0,10);
 linkedList.add(10,11);
 linkedList.remove(0);
 linkedList.remove(0);
 linkedList.remove(0);
 linkedList.remove(1);
 linkedList.remove(4);
 linkedList.remove(5);
 linkedList.remove(0);
// linkedList.remove(0);
// linkedList.remove(0);
// linkedList.remove(0);
 // linkedList.remove(0);
 System.out.println(linkedList.get(0));
 System.out.println(linkedList.get(1));
 System.out.println(linkedList.get(2));
 System.out.println(linkedList.get(3));
 System.out.println(linkedList.getFirst());
 System.out.println(linkedList.getLast());
 linkedList.removeFirst();
 linkedList.removeLast();

 System.out.println("遍历链表");
 linkedList.traverseList(false);
// System.out.println("逆向遍历链表");
// linkedList.traverseList(true);
 System.out.println("链表长度");

 System.out.println(linkedList.size());
 linkedList.clearList();

 }
}

总结

以上就是Java简单实现双向链表，更多功能可参考Java集合中的LinkedList实现。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。