Java中双向链表的代码实现

  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) {

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