Java数据结构--双向链表_java双向链表数据结构

在上一篇中我们学习了单向链表的实现，链表中我们除了单向链表还有双向链表，在这一篇我们将更进一步地了解链表，实现双向链表

一:认识双向链表

1.双向链表的结构

双向链表是一种可以双向遍历的链表，它的指针可以指向前后两个方向的节点。双向链表拥有头节点和尾节点，可以从头节点进入链表进行操作，同时也可以从尾节点进入链表进行操作，下图便为双向链表的结构

2.与单向链表的区别

与单链表不同的是，双向链表拥有两个指针prev(前一个节点)和next(下一个节点)，比单链表多了一个指向前一节点的引用地址。双向链表的优点是，在操作链表中的上一节点时可以通过前指针直接向前遍历，而无需从头节点开始重新遍历，提高了链表的效率。其缺点是比单链表结构多了一个指针地址，会占用更多的内存来进行存储。

二:代码实现(要先了解泛型)

双链表看着复杂，不好理解，但它本质与单链表一样，方法的实现也与单链表基本相同，因此我们不需害怕，下面我会带你们一起实现，当你们看完就会说:哦！这什么丫?这么简单，这不跟单链表一样吗?

1.节点的创建

根据每一个节点，我们知道每个节点都拥有prev指针(指向前一个节点)和next指针 (指向后一个节点)，因此我们的节点对象要包含val值，以及两个指针

2.链表结构的创建

双向链表拥有头节点和尾节点，它比单链表多了一个尾节点，在构造方法中我们需要注意的是，在初始化头尾节点时，我们要先创建节点，将它的val以及两个指针都赋值为null，然后再去更新头尾指针

若在创建中直接将head的指针指向tail，那head的next指针就会永为null，在后面的方法的书写中再去更新heed的指针就会报错(我第一次这样写，找这个bug找了一个小时＼(`Δ’)／)

3.增删改查的方法实现

下面我们将实现双向链表中一些常用的方法，它们几乎与单链表一致

①add 在链表中添加元素

add方法有三种情况: addFirst(值) 在首部添加元素

add(值) 在尾部添加元素

add(值，索引) 在指定位置添加元素

这里我们先从第三种情况开始考虑

要知道，插入一个节点，我们要将新节点的指针更新，再将它指定位置的前一个节点的next指针以及指定位置的节点的prev指针断开，因此我们寻找位置时也要需要找到要插入位置的前一个节点

思路:我们首先创建一个新节点来储存val值，再定义一个下标i来寻找要插入的位置，找到位置后，更新新节点指针以及新节点前后节点的指针

这里我们再考虑其他两种边界情况

Ⅰ.addFirst 在首部添加元素

此时p即为head，n即为head的下一个节点，就是在0索引位置添加元素

Ⅱ.add 在尾部添加元素

此时p为tail的前一个节点，n为tail节点，就是在链表长度size位置添加元素

以上两种均为情况三的一种，因此我们就可以直接引用，从而简化代码

②get(索引) 获取指定位置元素

思路:定义一个下标i用来寻找位置，其实相当于数组的遍历，但我们可以从头节点位置开始寻找，也可以从尾节点位置开始寻找，这里我们从头节点开始

 ③remove(索引) 删除指定位置的元素

 删除节点也存在三种情况

情况一:链表为空链表

情况二:要删除的节点处于尾节点位置

以上两种均为边界情况

情况三:要删除的节点不处于边界

我们先从情况三开始分析

思路:我们需要知道要删除节点的上一个节点以及下一个节点，再去更新指针

接下来我们来思考其他两种边界情况

Ⅰ.当链表为空时，我们直接抛出异常即可，不必再走循环

Ⅱ.当我们要删除的节点位于尾节点

尾节点是不能删除的

根据我们情况三的代码 ，此时p为An，n为null，null没有指针，那么这种情况不考虑的话程序就会报错，因此对于这种情况我们也要考虑

思路:若要删除的节点位于尾节点，直接抛出异常

4.结果显示

写完代码后，是不是感觉这双向链表与单向链表几乎一样啊，下面我们来带入数据爽一下吧

 

各位都实现了吗？

注:若存在错误，不足之处，望各位指出更正₍˄·͈༝·͈˄*₎◞ ̑̑