对比单链表与双链表及用java实现双向链表的增删改查

一、双向链表与单链表对比

1、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。
2、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节点时，总是找到 temp, temp 是待删除节点的前一个节点。

二、双向链表图示

三、编写java代码实现双向链表的增删改查

3.1 应用案例

使用双向链表实现 – 水浒英雄排行榜管理完成对英雄人物的增删改查操作。

3.2 编写HeroNode2类

package point6;

/**
 * @description: 定义节点类，每一个对象就是一个节点
 * @author: hyr
 * @time: 2020/1/19 9:44
 */
public 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; // 指向上一个节点，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，重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode2{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                '}';
    }
}

3.3 编写DoubleLinkedList类

package point6;

/**
 * @description: 创建一个双向链表的类
 * @author: hyr
 * @time: 2020/1/19 9:48
 */
public 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;
    }

    // 显示链表
    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
            temp = temp.next;
        }
    }

    // 添加一个节点到双向链表的最后
    public void add(HeroNode2 heroNode) {
        // 因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量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，将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        // 当退出循环时，temp就指向了链表的最后
        // 形成一个双向链表
        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }

    // 按照顺序添加
    public void add1(HeroNode2 heroNode) {
        // 因为头节点不能动，因此我们仍然通过一个辅助指针(变量)来帮助找到添加的位置
        // 因为单链表，因为我们找的 temp 是位于添加位置的前一个节点，否则插入不了
        HeroNode2 temp = head;
        // 标志添加的编号是否存在，默认为false
        boolean flag = false;
        while (true) {
            // 说明 temp 已经在链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            // 位置找到，就在 temp 的后面插入
            if (temp.next.no > heroNode.no) {
                break;
            }
            // 说明希望添加的 heroNode 的编号已然存在
            else if (temp.next.no == heroNode.no) {
                //说明编号存在
                flag = true;
                break;
            }
            // 后移，遍历当前链表
            temp = temp.next;
        }
        // 判断 flag 的值
        // 不能添加，说明编号存在
        if (flag) {
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在了，不能加入\n", heroNode.no);
        } else {
            // 插入到链表中，temp的后面
            // 这里需要判断一下是不是最后一个节点，需要不同的操作。
            if (temp.next != null) {
                heroNode.next = temp.next;
                heroNode.next.pre = heroNode;
            }
            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
    // 只是节点类型修改为HeroNode2
    public void update(HeroNode2 newHeroNode) {
        // 判断是否为空
        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 {
            System.out.printf("没有找到编号为%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) {
            System.out.println("链表为空，无法删除");
            return;
        }
        HeroNode2 temp = head.next; // 辅助变量
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点
        while (true) {
            if (temp == null) {
                // 已经到了链表的最后
                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.pre.next = temp.next;
            // 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);
        }
    }
}

3.4 编写测试类DoubleLinkedDemo

package point6;

/**
 * @description: 使用双向链表完成对水浒英雄榜的增删改查
 * @author: hyr
 * @time: 2020/1/19 18:25
 */
public class DoubleLinkedDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 先创建节点
        HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");

        // 创建一个双向链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();

//        // 1、按照no順序向双向链表中增添数据
//        doubleLinkedList.add1(hero1);
//        doubleLinkedList.add1(hero2);
//        doubleLinkedList.add1(hero3);
//        doubleLinkedList.add1(hero4);
//        // 查看一下双向链表中的数据
//        System.out.println("增添完数据后的双向链表为：");
//        doubleLinkedList.list();
//        System.out.println();

        // 2、按照no順序向双向链表中增添数据
        doubleLinkedList.add1(hero1);
        doubleLinkedList.add1(hero3);
        doubleLinkedList.add1(hero2);
        doubleLinkedList.add1(hero4);
        // 查看一下双向链表中的数据
        System.out.println("增添完数据后的双向链表为：");
        doubleLinkedList.list();
        System.out.println();

        // 3、修改
        HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4,"鲁智深", "花和尚");
        doubleLinkedList.update(newHeroNode);
        System.out.println("修改后的双向链表为：");
        doubleLinkedList.list();
        System.out.println();

        // 4、删除
        doubleLinkedList.del(3);
        System.out.println("删除后的链表情况为：");
        doubleLinkedList.list();
    }
}

3.5 运行结果

增添完数据后的双向链表为：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode2{no=4, name='林冲', nickname='豹子头'}

修改后的双向链表为：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=3, name='吴用', nickname='智多星'}
HeroNode2{no=4, name='鲁智深', nickname='花和尚'}

删除后的链表情况为：
HeroNode2{no=1, name='宋江', nickname='及时雨'}
HeroNode2{no=2, name='卢俊义', nickname='玉麒麟'}
HeroNode2{no=4, name='鲁智深', nickname='花和尚'}