java数据结构：双向链表结构与实现

本教程的内容基本来自于《Java数据结构与算法》

单向链表的缺点在于每个节点只能知道自己与下一个节点，无法寻找到上一个节点。而双向链表可以解决这个问题，通过在节点内部添加一个previous指针，指向它的前一节点。

双向链表示意图

图中所示为双向链表，与单向链表相比，只不过是多引入了一个指向前一节点的previous指针而已。

优点：支持向前遍历，也支持向后遍历；
缺点：在对链表进行增删的时候需要对2个以上指针进行操作。

节点类的定义如下

class Link
{
    public long dData;         //节点存储的数据
    public Link next;          //指向下一节点的指针
    public Link previous;      //指向前一节点的指针

    public Link(long d)
    {
        this.dData = d;
    }

    public void displayLink()
    {
        System.out.print(dData+" ");
    }
}

双向链表类的定义

class DoublyLinkList
{
    private Link first;

    public DoublyLinkList()
    { this.first = null; }

    public boolean isEmpty()
    { return (this.first==null); }

    ......
}

主要方法有

public void insertFirst(long dd);                   //从头部插入元素
public Link deleteFirst();                          //删除头节点
public boolean insertAfter(long key, long dd);      //在指定节点key后插入节点
public Link deleteKey(long key);                    //删除指定节点
public void displayForward();                       //向前遍历

1.从头部插入元素

从图中看到总共分三步

1.first.previous —–> newLink
2.newLink.next —-> 旧first
3.first —-> newLink

代码如下

public void insertFirst(long dd)
{
    Link newLink = new Link(dd);                //新建节点
    if(!isEmpty())
        this.first.previous = newLink;          //第一步
    newLink.next = this.first;                  //第二步
    this.first = newLink;                       //第三步
}

2.删除头节点

删除头结点比较简单，只需两步即可

1.first.next.previous —–> null
2.first —–> first.next

public Link deleteFirst()
{
    Link temp = this.first;               //返回删除的节点
    this.first.next.previous = null;      //第一步
    this.first = this.first.next;         //第二步
    return temp;
}

3.指定位置插入节点

current表示找到的指定位置，插入节点主要分四步

1.newLink.next —–> current.next
2.current.next.previous —–> newLink
3.newLink.previous —–> current
4.current.next —–> newLink

代码如下

public boolean insertAfter(long key, long dd)
{
    //遍历链表查找节点key
    Link current = first;
    while(current.dData!=key)
    {
        current = current.next;
        if(current==null)
            return false;                  //没找到返回false
    }
    //在current后插入新节点
    Link newLink = new Link(dd);
    if(current.next!=null)
        current.next.previous = newLink;   //第一步
    newLink.next = current.next;           //第二步
    newLink.previous = current;            //第三步
    current.next = newLink;                //第四步
    return true;
}

4.删除指定节点

current表示找到的指定位置，插入节点主要分两步

1.current.previous.next —–> current.next
2.current.next.previous —–> current.previous

代码如下

public Link deleteKey(long key)
{
    //遍历链表查找节点
    Link current = this.first;
    while(current.dData!=key)
    {
        current = current.next;
        if(current==null)
            return null;
    }
    //如果是头节点，则按照删除头节点的方式删除节点
    if(current==this.first)
        this.first = this.first.next;
    //否则
    else
    {
        current.previous.next = current.next;            //第一步
        if(current.next!=null)
            current.next.previous = current.previous;    //第二步
    }
    return current;
}

5.向前遍历

这部分和单链表一样

public void displayForward()
{
    Link current = this.first;
    System.out.print("List (first-->last): ");
    while(current != null)
    {
        current.displayLink();
        current = current.next;
    }
    System.out.println("");
}

*6.如果是双端口的链表，还支持后向遍历，这里没有展开。

github完整代码

https://github.com/gamersover/data_structure_java/blob/master/LinkList/DoublyLinkListApp.java