大话数据结构五：线性表的链式存储结构（双向链表）

1. 双向链表：在单链表的每个结点中，再设置一个指向其前驱结点的指针域，那么在双向链表中的结点都有两个指针域，一个指向直接后继，另一个指向直接前驱。

2. 单链表和双向链表比较：

单链表：总是要从头到尾找结点，只能正遍历，不能反遍历。

双向链表： 可以从头找到尾，也可以从尾找到头，即正反遍历都可以，可以有效提高算法的时间性能，但由于每个结点需要记录两份指针，所以在空间占用上略多一点，这就是通过空间来换时间。

3. Java实现双向链表：

// 双向链表
public class DoubleLinkedList<E> {
	private Node<E> head; // 头结点
	private int size; // 链表长度

	// 建立一个空链表
	public DoubleLinkedList() {
		head = null;
		size = 0;
	}
	
	// 在头结点前插入
	public boolean addBeforeHead(E data){
		Node<E> newNode = new Node<E>(data);
		if(isEmpty()){
			head = newNode;
		}else{
			head.setPrev(newNode);
			newNode.setNext(head);
			head = newNode;
		}
		size++;
		return true;
	}
	
	// 在链表尾部插入
	public boolean addAfterTail(E data){
		Node<E> newNode = new Node<E>(data);
		if(isEmpty()){
			head = newNode;
		}else{
			Node<E> tail = get(size);
			tail.setNext(newNode);
			newNode.setPrev(tail); // 设置新结点的上一结点
		}
		size++;
		return true;
	}

	// 插入指定位置的结点
	public boolean insert(int position, E data) {
		if(position >= 1 && (position <= size + 1)){
			Node<E> newNode = new Node<E>(data);
			if(isEmpty() || position == 1){ // 链表为空或在头结点前插入
				addBeforeHead(data);
			}else if(position == size + 1){ // 在尾结点后插入
				Node<E> preNode = get(position - 1);
				newNode.setPrev(preNode);
				preNode.setNext(newNode);
			}else{ // 在其他位置插入
				Node<E> preNode = get(position - 1); // 获取position的前一结点
				Node<E> afterNode = preNode.getNext(); // 获取未插入结点时position位置对应结点 
				newNode.setPrev(preNode); // ①
				newNode.setNext(afterNode); // ②
				afterNode.setPrev(newNode); // ③
				preNode.setNext(newNode); // ④
			}
			size++;
			return true;
		}
		return false;
	}

	// 删除指定位置的结点
	public E delete(int position) { 
		E result = null;
		if(position >= 1 && position <= size){
			if(position == 1){ // 删除头结点
				result = head.getData();
				Node<E> afterHead = head.getNext();
				afterHead.setPrev(null);
				head.setNext(null);
				head = afterHead; 
			}else if(position == size){ // 删除尾结点
				Node<E> preNode = get(position - 1); // 获取待删除结点的前一结点
				Node<E> delNode = preNode.getNext(); // 获取待删除结点
				result = delNode.getData();
				preNode.setNext(null);
			}else{ // 删除其他结点
				Node<E> preNode = get(position - 1); // 获取待删除结点的前一结点
				Node<E> delNode = preNode.getNext(); // 获取待删除结点
				result = delNode.getData();
				Node<E> nextNode = delNode.getNext();// 获取待删除结点的下一结点
				preNode.setNext(nextNode); // ①
				nextNode.setPrev(preNode); // ②
			}
			size--;
		}
		return result;
	}
	
	// 获取某个位置的结点（正序遍历）
	public Node<E> get(int position){
		Node<E> targetNode = null;
		if(!isEmpty() && position >= 1 && position <= size){ 
			targetNode = head;
			for(int i = 1; i < position ; i++){
				targetNode = targetNode.getNext(); // 循环获取对应位置的结点
			}
		}
		return targetNode;
	}
	
	// 获取链表的长度
	public int getSize(){
		return size;
	}
	
	// 判断链表是否为空
	public boolean isEmpty(){
		return size == 0;
	}
	
	// 打印链表数据
	public void display(){
		Node<E> node = head;
		System.out.print("双向链表: ");
		for(int i = 0; i < size; i++){
			System.out.print(" " + node.getData());
			node = node.getNext();
		}
		System.out.println("");
	}
}

//结点类，包含结点的数据和指向下一个节点的引用
public class Node<E> {
	private E data; // 数据域
	private Node<E> next; // 指针域保存着下一节点的引用
	private Node<E> prev; // 指针域保存着上一节点的引用 （相比单链表，双向链表多了这个指针）
	
	public Node() {
	}

	public Node(E data) {
		this.data = data;
	}

	public Node(E data, Node<E> next, Node<E> prev) {
		this.data = data;
		this.next = next;
		this.prev = prev;
	}

	public E getData() {
		return data;
	}

	public void setData(E data) {
		this.data = data;
	}

	public Node<E> getNext() {
		return next;
	}

	public void setNext(Node<E> next) {
		this.next = next;
	}

	public Node<E> getPrev() {
		return prev;
	}

	public void setPrev(Node<E> prev) {
		this.prev = prev;
	}
}

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		DoubleLinkedList<Integer> dll = new DoubleLinkedList<Integer>();
		dll.addBeforeHead(2);
		dll.addAfterTail(3);
		dll.addBeforeHead(1);
		dll.display();
		dll.insert(4,4);
		dll.insert(5,5);
		dll.insert(6,6);
		dll.display();
		dll.delete(6);
		dll.delete(3);
		dll.delete(1);
		dll.display();
		System.out.println("双向链表的长度为:  " + dll.getSize());
	}
}