双向循环链表操作的实现_编写循环双向链表的建立、求数据元素个数、插入、删除数据元素、正反二方向输出数

之前做数据结构课程设计时遇到的一道小题，感觉对链表的知识覆盖比较广，对链表知识的理解挺有帮助的。

一、问题描述

对双向循环列表进行如下操作：

1.建立一个空表。

2.在第i个位置插入新的元素x。

3.删除第i个位置上的元素。

4.取第i个位置上的元素。

5.返回元素x第一次出现在双向循环链表中的位置号。

6.求双向循环链表的长度，即元素个数。

7.输出双向循环链表中所有的元素值。

8.实现双向循环链表的就地逆置。

二、问题解析

1.创建空表

图1 创建空表

2.双向循环链表

图2 双向循环链表结构

3.插入

图3 插入前

图4 插入后

4.删除

图5 删除前

图6 删除后

5.就地逆置

图7 就地逆置前

图8 就地逆置过程

三、总体思路

(1)清楚双向循环链表的结构，写出双向循环链表的节点类。

(2)建立一个空的双向循环链表，即只有头结点。

(3)使用头插法建立一个双向循环链表。

(4)建立完成后弹出选项菜单进行选择并运行相关程序，包含插入、删除、取元素、返回位置号、求长度、输出所有元素、就地逆置等操作。

(5)根据用户意愿继续弹出菜单进行选择或者退出程序。

四、函数或类的具体定义和功能

五、代码

 
public class DuLinkList {
    public DuLNode head;
 
    public DuLinkList(){
        head = new DuLNode();
        head.prior = head;
        head.next = head;
    }
 
    public void insert(int i,Object x) throws Exception{
        if(i<0 || i>length())
            throw new Exception("下标不合法");
        DuLNode node = head.next;
        int j = 0;
        while(!node.equals(head) && j<i){
            j++;
            node = node.next;
        }
        DuLNode newNode = new DuLNode(x);
        node.prior.next = newNode;
        newNode.prior = node.prior;
        newNode.next = node;
        node.prior = newNode;
    }
 
    public void remove(int i) throws Exception{
        if(i<0 || i>length()-1)
            throw new Exception("下标不合法");
        DuLNode node = head.next;
        int j = 0;
        while(!node.equals(head) && j<i){
            j++;
            node = node.next;
        }
        node.prior.next = node.next;
        node.next.prior = node.prior;
    }
 
    public int length(){
        DuLNode node = head.next;
        int j = 0;
        while(node!=head){
            j++;
            node = node.next;
        }
        return j;
    }
 
    public void display(){
        DuLNode node = head.next;
        while(node!=head){
            System.out.print(node.data+" ");
            node = node.next;
        }
    }
 
    public Object get(int i) throws Exception{
        DuLNode p=head.next;
        int j=0;
        while(!p.equals(head)&&j<i) {
            p=p.next;
            ++j;
        }
        if(j>i||p.equals(head)) {
            throw new Exception("第"+i+"个元素不存在");
        }
        return p.data;
    }
 
    public int indexOf(Object x) {
        DuLNode p = head.next;
        int j=0;
        while(p!=head&&!p.data.equals(x)) {
            p=p.next;
            ++j;
        }
        if(p!=head)
            return j;
        else
            return -1;
    }
 
    public void reverse() {
        DuLNode p=head.next;
        while(!p.equals(head)) {
            DuLNode q=p;
            DuLNode r=p.next;
            q.next=q.prior;
            q.prior=r;
            p=p.prior;
        }
        DuLNode s=head.prior;
        head.prior=head.next;
        head.next=s;
    }
 
}

 
public class DuLNode {
    public Object data;
    public DuLNode prior;
    public DuLNode next;
    public DuLNode(){
        this(null);
    }
    public DuLNode(Object data){
        this.data=data;
        this.prior=null;
        this.next=null;
    }
}

 
import java.util.Scanner;
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("输入双向循环链表的长度：");
        int n = sc.nextInt();
        //1.    建立一个空表
        DuLinkList list = new DuLinkList();
        //头插法
        System.out.print("依次输入双向循环链表的值：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            try {
                list.insert(0, sc.next());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.print("双向循环链表各元素的值为：");
        list.display();
        System.out.println();
 
        boolean flag=true;
        while (flag) {
 
            System.out.println("输入编号执行相关程序：");
            System.out.println("2.在第i个位置插入新的元素x。");
            System.out.println("3.删除第i个位置上的元素。");
            System.out.println("4.取第i个位置上的元素。");
            System.out.println("5.返回元素x第一次出现在双向循环链表中的位置号。");
            System.out.println("6.求双向循环链表的长度，即元素个数。");
            System.out.println("7.输出双向循环链表中所有的元素值。");
            System.out.println("8.实现双向循环链表的就地逆置。");
 
            System.out.println("输入想要执行程序的编号");
            Scanner num = new Scanner(System.in);
            int z = num.nextInt();
            switch (z) {
                case 2:
                    //2.    在第i个位置插入新的元素x
                    System.out.print("在双向循环链表第i个位置插入新的元素x，依次输入i和x:");
                    int a = sc.nextInt();
                    Object b = sc.next();
                    try {
                        list.insert(a, b);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.print("在第" + a + "个位置插入新的元素" + b + "后的双向循环链表：");
                    list.display();
                    System.out.println();
                    break;
                case 3:
                    //3.    删除第i个位置上的元素
                    System.out.print("删除双向循环链表第i个位置上的元素，输入i:");
                    int c = sc.nextInt();
                    try {
                        list.remove(c);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.print("删除位置" + c + "后的双向循环链表：");
                    list.display();
                    System.out.println();
                    break;
                case 4:
                    //4.    取第i个位置上的元素
                    System.out.print("输入要查找的位置i：");
                    int d = sc.nextInt();
                    try {
                        System.out.println("第i个位置上的元素为：" + list.get(d));
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
                case 5:
                    //5.    返回元素x第一次出现在双向循环链表中的位置号
                    System.out.print("返回元素x第一次出现在双向循环链表中的位置号,输入x：");
                    Object e = sc.next();
                    System.out.println("元素x第一次出现在双向循环链表中的位置号为：" + list.indexOf(e));
                    break;
                case 6:
                    //6.    求双向循环链表的长度，即元素个数
                    System.out.println("双向循环链表的长度，即元素个数：" + list.length());
                    break;
                case 7:
                    //7.    输出双向循环链表中所有的元素值
                    System.out.print("输出双向循环链表中所有的元素值:");
                    list.display();
                    System.out.println();
                    break;
                case 8:
                    //8.    实现双向循环链表的就地逆置
                    System.out.print("双向循环链表的就地逆置:");
                    list.reverse();
                    list.display();
                    System.out.println();
                    break;
                default:
                    System.out.println("输入错误");
            }
            System.out.println("上一个程序执行完成！输入1继续选择，输入其他则程序结束");
            int x=sc.nextInt();
            if (x==1){
                flag=true;
            }
            else {
                flag=false;
            }
 
        }
    }
}

六、测试结果

测试数据：

博主已经测试过所有情况了，由于结果太多这里就放三条结果了。