单向链表只能从一个方向遍历链表,即只能查找结点的下一个结点(后继结点),而不能查找结点的上一个结点(前驱结点)。鉴于上述问题,引入了双向链表。由于双向循环链表包含双向链表的所有功能操作。因此,我们只讲述双向循环链表。
与单向链表不同,双向链表的结点构造如下图所示。即一个结点由三个部分组成,数据域DATA,左指针域pre和右指针域next。其中,数据域用来存放结点数据信息,左指针域用来指向前驱结点,右指针域用来指向后继结点。
class DoubleLinkedList { // 节点类Node 定义,区别于单向!-----主要使用前后节点替换来操作---画图会清晰,掌握后面几种方法 private static class Node { Object value; Node prev = this; Node next = this; Node(Object v) { value = v; } public String toString() { return value.toString(); } } private Node head = new Node(null); // 头节点 private int size; // 链表大小 // 以下是接口方法 public boolean addFirst(Object o) { addAfter(new Node(o), head); return true; } public boolean addLast(Object o) { addBefore(new Node(o), head); return true; } public boolean add(Object o) { return addLast(o); } public boolean add(int index, Object o) { addBefore(new Node(o), getNode(index)); return true; } public boolean remove(int index) { removeNode(getNode(index)); return true; } public boolean removeFirst() { removeNode(head.next); return true; } public boolean removeLast() { removeNode(head.prev); return true; } public Object get(int index) { return getNode(index).value; } public int size() { return size; } public String toString() { StringBuffer s = new StringBuffer("["); Node node = head; for (int i = 0; i < size; i++) { node = node.next; if (i > 0) s.append(", "); s.append(node.value); } s.append("]"); return s.toString(); } // 以下是实现方法 private Node getNode(int index) { if (index < 0 || index >= size) throw new IndexOutOfBoundsException(); Node node = head.next; for (int i = 0; i < index; i++) node = node.next; return node; } private void addBefore(Node newNode, Node node) { newNode.next = node; newNode.prev = node.prev; newNode.next.prev = newNode; newNode.prev.next = newNode; size++; } private void addAfter(Node newNode, Node node) { newNode.prev = node; newNode.next = node.next; newNode.next.prev = newNode; newNode.prev.next = newNode; size++; } private void removeNode(Node node) { node.prev.next = node.next; node.next.prev = node.prev; node.prev = null; node.next = null; size--; } } // 有些地方还可以优化,比如查找时可以使用折半查找。 // 测试类: public class DoubleLink { public static void main(String[] args) { DoubleLinkedList dll = new DoubleLinkedList(); // 添加 dll.add("aaa"); dll.add("bbb"); dll.add("ccc"); System.out.println(dll); // 添加到最前 dll.addFirst("AAA"); System.out.println(dll); // 添加到最后,同添加 dll.addLast("CCC"); System.out.println(dll); // 添加到指定位置 dll.add(4, "DDD"); System.out.println(dll); // 移除最前的 dll.removeFirst(); System.out.println(dll); // 移除最后的 dll.removeLast(); System.out.println(dll); // 移除指定位置上的 dll.remove(2); System.out.println(dll); // 返回指定位置上的元素 System.out.println(dll.get(1)); } }