java数据结构与算法三： 链表（双向链表）

链表：双链表

一、 双向链表的操作分析和实现

（使用带head头的双向链表实现 —— 水浒英雄排行榜）

1、管理单项链表的缺点分析：

• 单项链表，查找的方向只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找
• 单项链表不能自我删除，需要靠辅助节点，而双向链表，可以自我删除，所以单链表删除节点时，总是找到temp，temp是待删除节点的前一个节点

2、双向链表完成遍历、添加、修改和删除的思路：

1. 遍历：和单链表一样，只是可以向前，也可以向后查找
2. 添加：（默认添加到双向链表的最后）
   • 先找到双向链表的最后这个节点
   • temp.next = newHeroNode
   • newHeroNode.pre = temp
3. 修改与单链表一样
4. 删除
   • 因为是双向链表，因此可以实现自我删除某个节点
   • 直接找到要删除的这个节点，比如temp
   • temp.pre.next = temp.next
   • temp.next.pre = temp.pre

二、代码实现

public class DoubleLinkedListDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// 测试
		System.out.println("双向链表的测试");
		
		//先创建节点
		HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1,"宋江","及时雨");
		HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2,"卢俊义","玉麒麟");
		HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3,"吴用","智多星");
		HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4,"林冲","豹子头");
		
		//创建一个双向链表
		DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
//		doubleLinkedList.add(hero1);
//		doubleLinkedList.add(hero2);
//		doubleLinkedList.add(hero3);
//		doubleLinkedList.add(hero4);
		doubleLinkedList.addByOrder(hero1);
		doubleLinkedList.addByOrder(hero4);
		doubleLinkedList.addByOrder(hero3);
		doubleLinkedList.addByOrder(hero2);

		doubleLinkedList.list();
		
		//修改
		HeroNode2 hero5 = new HeroNode2(4,"公孙离","射手");
		doubleLinkedList.update(hero5);
		System.out.println("修改后的链表情况");
		doubleLinkedList.list();
		
		//删除
		doubleLinkedList.del(3);
		System.out.println("删除后的链表情况--");
		doubleLinkedList.list();
	}

}

//创建一个双向链表的类
class DoubleLinkedList {
	
	//先初始化一个头节点，头节点不要动
	private HeroNode2 head = new HeroNode2(0,"","");
	
	//返回头节点
	public HeroNode2 getHead() {
		return head;
	}
	
	//遍历双向链表的方法
	//显示链表(遍历)
	public void list() {
		//判断链表是否为空
		if(head.next == null) {
			System.out.println("链表为空");
			return;
		}
		//因为头节点不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历
		HeroNode2 temp = head.next;
		while(true) {
			//判断是否到链表最后
			if(temp == null) {
				break;
			}
			//输出节点的信息
			System.out.println(temp);
			//将temp后移
			temp = temp.next;
		}
	}
	
	//添加一个节点到双向链表的最后
	public void add(HeroNode2 heroNode) {
		
		//因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助遍历节点temp
		HeroNode2 temp = head;
		//遍历链表，找到最后
		while(true) {
			//找到链表的最后
			if(temp.next == null) {
				break;
			}
			//如果没有找到最后，则将temp后移
			temp = temp.next;
		}
		//当退出while循环时，temp就指向了链表的最后
		//形成一个双向链表
		temp.next = heroNode;
		heroNode.pre = temp;
	}
	
	//第二种添加方式：按照编号添加到指定位置
	public void addByOrder(HeroNode2 newHeroNode) {
		HeroNode2 temp = head;
		boolean flag = false;
		while(true) {
			if(temp.next == null) {
				break;
			}
			//判断位置
			if(temp.next.no > newHeroNode.no) {
				break;
			}else if(temp.next.no == newHeroNode.no) {
				//编号重复
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}
		if(flag) {
			System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入
",newHeroNode.no);
		}else {
			if(temp.next == null) {
				temp.next = newHeroNode;
				newHeroNode.pre = temp;
			}else {
				temp.next.pre = newHeroNode;
				newHeroNode.next = temp.next;
				temp.next = newHeroNode;
				newHeroNode.pre = temp;
				
			}
		}
	}
	
	//修改一个节点的内容，双向链表的节点内容修改和单向链表一样
	//只是节点的类型改成HeroNode2
	public void update(HeroNode2 newHeroNode) {
		//判断是否为空
		if(head.next == null) {
			System.out.println("链表为空");
		}
		//找到需要修改的节点，根据 no编号
		//先定义一个辅助变量
		HeroNode2 temp = head.next;
		boolean flag = false;		//用于表示是否找到该节点
		while(true) {
			if(temp == null) {
				break;	//已经遍历完链表
			}
			if(temp.no == newHeroNode.no) {
				//找到节点
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}
		//根据flag判断是否找到要修改的节点
		if(flag) {
			temp.name = newHeroNode.name;
			temp.nickname = newHeroNode.nickname;
		} else {
			//没有找到
			System.out.printf("没有找到编号%d的节点，不能修改
",newHeroNode.no);
		}
	}
	
	//从双向链表中删除一个节点
	/**
	 * 说明：
	 * 1、对于双向链表，我们可以直接找到要删除的这个节点
	 * 2、找到后，自我删除即可
	 * @param no
	 */
	public void del(int no) {
		
		//判断当前链表是否为空
		if (head.next == null) {
			System.out.println("链表为空，无法删除");
			return;
		}
		
		HeroNode2 temp = head.next;
		boolean flag = false;	// 标志是否找到待删除的节点
		while(true) {
			if(temp.next == null) {
				//已经到链表的最后
				break;
			}
			if(temp.no == no) {
				//找到待删除的节点temp
				flag = true;
				break;
			}
			temp = temp.next;
		}
		//判断flag
		if(flag) {
			//找到，可以删除
			temp.pre.next = temp.next;
			//如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针
			if (temp.next != null) {				
				temp.next.pre = temp.pre;
			}
		}else {
			System.out.printf("要删除的%d节点不存在
",no);
		}
	}
	
}

//定义一个HeroNode，每个HeroNode，对象就是一个节点
class HeroNode2 {
	public int no;
	public String name;
	public String nickname;
	public HeroNode2 next;	//指向下一个节点，默认为null
	public HeroNode2 pre;	//指向前一个节点，默认为null
	
	//构造器
	public HeroNode2(int no, String name, String nickname) {
		this.no = no;
		this.name = name;
		this.nickname = nickname;
	}
	
	//为了显示方法，我们重写toString	
	@Override
	public String toString() {
		return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
	}

}