[Java]实现双链表及其基本操作

睡觉的时候不困

于 2023-03-21 16:09:59 发布

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文章标签： java 数据结构链表

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sjhdaj/article/details/129690320

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本文介绍了双链表的概念，详细讲解了双链表的代码实现，包括初始化、头插法、尾插法、查找、删除等操作。同时讨论了双链表的优缺点，如前后遍历便捷、修改删除性能好，但空间利用率较低。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、双链表的理解

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表任意一个结点开始，都可以很方便的访问它的前驱结点和后继结点。

二、双链表的代码实现

首先我们先来初始化双链表，注意双链表有两个地址域一个存放前驱结点的地址一个存放后继结点的地址。

class ListNode{
    public int val;
    public ListNode next;
    public ListNode pre;
    public ListNode(int val){
        this.val = val;
    }
}

头插法

双链表的头插法与尾插法与单链表基本一致，在此不画图做过多赘述

public void addFirst(int data){
    ListNode node = new ListNode(data);
    if(head == null){
          node = this.head;
          node = this.last;
      }
    if(head != null){
          node.next = this.head;
          head.pre = node;
          this.head = node;

      }
}

尾插法

public void addLast(int data){
    ListNode node = new ListNode(data);
    if(head == null){
         node = this.head;
         node = this.last;
     }else{
         this.last.next = node;
         node.pre = this.last;
         this.last = node;
      }
}

任意位置插入，第一个数据结点为0号下标

在这里我们需要判断几种情况，如果下标超过了数组长度或者下标小于0则位置不合法。如果下标在开始的位置则使用头插法，如果下标在链表末尾位置则使用尾插法，如果下标在中间位置，我们要先找到inedx 的位置，不需要找到其前驱结点的位置。

public ListNode searchIndex(int index){
    ListNode cur = this.head;
    while(index != 0){ //循环判断inedx的位置，返回cur时cur就是inedx的所在位置
        cur = cur.next;
        index--;
}
            return cur;
        }
public void addIndex(int index,int data){
    ListNode node = new ListNode(data);
    if(index < 0 || index > size()){ //判断index位置是否合法
        System.out.println("index位置不合法");
    }
    if(index == 0){ //头插法
        addFirst(data);
        return;
    }
    if(index == size()){ //尾插法
        addLast(data);
        return;
    }
    ListNode cur = searchIndex(index); //中间插入
    node.next = cur.pre.next;
    cur.pre.next = node;
    node.pre = cur.pre;
    cur.pre = node;
}

查找是否包含关键字key是否在双链表当中

public boolean contains(int key){
    ListNode cur = head;
    while(cur != null){
        if(cur.val == key){
        return true;
     }
         cur = cur.next;
    }
    return false;
 }

删除第一次出现关键字为key的节点

与双链表插入相同，我们也要判断下标是否合法，具体在哪个位置删除。

public void remove(int key){
            ListNode cur = head;
            while(cur != null){
                if(cur.val == key){
                    if(cur == head){
                        head = head.next;
                        head.pre = null;
                    }else{
                        if(cur == last){
                            last = last.pre;
                            last.next = null;
                        }else{
                            cur.pre.next = cur.next;
                            cur.next.pre = cur.pre;
                        }
                    }
                    cur = cur.next;
                }
            }
        }

删除所有结点值为key的结点

public void removeAllKey(int key){
            ListNode cur = head;
            while(cur != null){
                if(cur.val == key){
                    if(cur == head){
                        head = head.next;
                        if(head != null){
                            head.pre = null;
                        }
                        }else {
                        last = null;
                    }
                    }else{
                            cur.pre.next = cur.next;
                            if(cur.next != null){
                                cur.next.pre = cur.pre;
                        }else{
                                last = last.pre;
                    }
                }
            }
            cur = cur.next;
        }

得到双链表的长度

public int size(){
            int count = 0;
            ListNode cur = this.head;
            while(cur != null){
                count++;
                cur = cur.next;
            }
            return count;
        }

打印双链表

public void display(){
            ListNode cur = this.head;
            while(cur != null){
                System.out.println(cur.val+" ");
                cur = cur.next;
            }
            System.out.println( );
        }

清空双链表

清空双链表时可以直接将头结点和尾结点置空，也可以一个一个删除

public void clear(){
            while(head != null){
                ListNode next = this.head.next;
                head.pre = null;
                head.next = null;
                head = next;
            }
            last = null;
        }