双向链表是一种对称结构,它克服了单链表上指针单向性的缺点,其中每一个节点即可向前引用,也可向后引用,这样可以更方便的插入、删除数据元素。
由于双向链表需要同时维护两个方向的指针,因此添加节点、删除节点时指针维护成本更大;但双向链表具有两个方向的指针,因此可以向两个方向搜索节点,因此双向链表在搜索节点、删除指定索引处节点时具有较好的性能。
Java语言实现双向链表:
package com.ietree.basic.datastructure.dublinklist;
/**
* 双向链表
*
* @author Dylan
*/
public class DuLinkList<T> {
// 定义一个内部类Node,Node实例代表链表的节点
private class Node {
// 保存节点的数据
private T data;
// 保存上个节点的引用
private Node prev;
// 指向下一个节点的引用
private Node next;
// 无参构造器
public Node() {
}
// 初始化全部属性的构造器
public Node(T data, Node prev, Node next) {
this.data = data;
this.prev = prev;
this.next = next;
}
}
// 保存该链表的头节点
private Node header;
// 保存该链表的尾节点
private Node tail;
// 保存该链表中已包含的节点数
private int size;
// 创建空链表
public DuLinkList() {
// 空链表,header和tail都是null
header = null;
tail = null;
}
// 以指定数据元素来创建链表,该链表只有一个元素
public DuLinkList(T element) {
header = new Node(element, null, null);
// 只有一个节点,header、tail都指向该节点
tail = header;
size++;
}
// 返回链表的长度
public int length() {
return size;
}
// 获取链式线性表中索引为index处的元素
public T get(int index) {
return getNodeByIndex(index).data;
}
// 根据索引index获取指定位置的节点
public Node getNodeByIndex(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界");
}
if (index <= size / 2) {
// 从header节点开始
Node current = header;
for (int i = 0; i <= size / 2 && current != null; i++, current = current.next) {
if (i == index) {
return current;
}
}
} else {
// 从tail节点开始搜索
Node current = tail;
for (int i = size - 1; i > size / 2 && current != null; i++, current = current.prev) {
if (i == index) {
return current;
}
}
}
return null;
}
// 查找链式线性表中指定元素的索引
public int locate(T element) {
// 从头结点开始搜索
Node current = header;
for (int i = 0; i < size && current != null; i++, current = current.next) {
if (current.data.equals(element)) {
return i;
}
}
return -1;
}
// 向线性链表的指定位置插入一个元素
public void insert(T element, int index) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界");
}
// 如果还是空链表
if (header == null) {
add(element);
} else {
// 当index为0时,也就是在链表头处插入
if (index == 0) {
addAtHeader(element);
} else {
// 获取插入点的前一个节点
Node prev = getNodeByIndex(index - 1);
// 获取插入点的节点
Node next = prev.next;
// 让新节点的next引用指向next节点,prev引用指向prev节点
Node newNode = new Node(element, prev, next);
// 让prev的next节点指向新节点
prev.next = newNode;
// 让prev的下一个节点的prev指向新节点
next.prev = newNode;
size++;
}
}
}
// 采用尾插法为链表添加新节点
public void add(T element) {
// 如果该链表还是空链表
if (header == null) {