线性表的Java实现--链式存储（双向链表）
有了单向链表的基础，双向链表的实现就容易多了。
双向链表的一般情况：
增加节点：
删除节点：
双向链表的Java实现：
package com.liuhao.algorithm;
public class DuLinkList<T> {
/**
* 内部类：链表中的一个节点
*
* @author liuhao data 节点中的数据 prev 指向前一个节点的引用 next 指向下一个节点的引用
*/
private class Node {
private T data;// 保存的数据元素
private Node prev;// 指向上一个节点
private Node next;// 指向下一个节点
public Node() {
}
public Node(T data, Node prev, Node next) {
super();
this.data = data;
this.prev = prev;
this.next = next;
}
}
private Node header;// 头结点
private Node tail;// 尾节点
private int size;// 链表中元素个数
// 创建空链表
public DuLinkList() {
header = null;
tail = null;
}
// 已指定数据元素创建链表，只有一个元素
public DuLinkList(T element) {
header = new Node(element, null, null);
// 只有一个节点，header,tail都指向该节点
tail = header;
size++;
}
// 返回链表长度
public int length() {
return size;
}
// 获取指定位置的数据元素
public T get(int index) {
return this.getNodeByIndex(index).data;
}
// 获取指定位置的节点
private Node getNodeByIndex(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new IndexOutOfBoundsException("索引超出线性表范围");
}
if (index < size / 2) {
Node current = header;
for (int i = 0; i < size / 2 && current != null; i++, current = current.next) {
if (i == index) {
return current;
}
}
} else {
Node current = tail;
for (int i = size - 1; i >= size / 2 && current != null; i--, current = current.prev) {
if (i == index) {
return current;
}
}
}
return null;
}
// 按值查询所在的位置
public int locate(T element) {
Node current = header;
for (int i = 0; i < size - 1 && current != null; i++, current = current.next) {
if (element.equals(current.data)) {
return i;
}
}
return -1;
}
// 向指定位置插入元素
public void insert(T element, int index) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new IndexOutOfBoundsException("索引超出线性表范围");
}
if (header == null) {
this.add(element);
} else {
if (0 == index) {
this.addAtHead(element);
} else {
Node prev = this.getNodeByIndex(index - 1);// 获取插入节点的前一个节点
Node next = prev.next;// 待插索引处的节点
Node newNode = new Node(element, prev, next);// 新增节点，让它的prev指向之前的节点。next指向之后的节点
prev.next = newNode;// 之前的节点的next指向当前节点
next.prev = newNode;// 之后节点的prev指向当前节点
size++;
}
}
}
// 采用尾插法添加新节点
public void add(T element) {
// 若还是空表，则将header和tail都指向该元素即可
if (header == null) {
header = new Node(element, null, null);
tail = header;
} else {
// 创建信节点，prev指向tail
Node newNode = new Node(element, tail, null);
// 令tail的next指向新节点
tail.next = newNode;
tail = newNode;// 把新节点设为尾节点
}
size++;
}
// 采用头插发添加新节点
public void addAtHead(T element) {
Node newNode = new Node(element, null, header);
header.prev = newNode;
header = newNode;
// 如果插入之前是空表
if (tail == null) {
tail = header;
}
size++;
}
// 删除指定索引处的元素
public T delete(int index) {
if (index < 0 || index > size - 1) {
throw new IndexOutOfBoundsException("索引超出线性表范围");
}
Node del = null;
if (index == 0) {
del = header;
header = header.next;
header.prev = null;
} else {
Node prev = this.getNodeByIndex(index - 1);// 获取索引处之前的节点
del = prev.next;// 获取索引处的节点
// 让之前的节点的next指向下一个节点
prev.next = del.next;
// 有可能删除的是最后一个元素，若直接调用next.prev可能会出错
if (del.next != null) {
del.next.prev = prev;
}
//若删除的是最后一个元素，那么就要重置tail;
tail = prev;
del.prev = null;
del.next = null;
}
size--;
return del.data;
}
// 删除最后一个元素
public T remove() {
return this.delete(size - 1);
}
// 判断是否为空
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
// 清空线性表
public void clear() {
header = null;
tail = null;
size = 0;
}
public String toString() {
if (size == 0) {
return "[]";
} else {
StringBuilder sb = new StringBuilder("[");
for (Node current = header; current != null; current = current.next) {
sb.append(current.data.toString() + ", ");
}
sb.append("]");
int len = sb.length();
// 删除多余的“,”和空格
return sb.delete(len - 3, len - 2).toString();
}
}
}
测试代码：
package com.liuhao.test;
import org.junit.Test;
import com.liuhao.algorithm.DuLinkList;
public class DuLinkListTest {
@Test
public void test() {
//测试构造函数
DuLinkList<String> duList = new DuLinkList("好");
System.out.println(duList);
//测试添加元素
duList.add("ni");
duList.add("没");
System.out.println(duList);
//在头部添加
duList.addAtHead("五月");
System.out.println(duList);
//在指定位置添加
duList.insert("摩卡", 2);
System.out.println(duList);
//获取指定位置处的元素
System.out.println("第2个元素是（从0开始计数）：" + duList.get(2));
//返回元素索引
System.out.println("摩卡在的位置是：" + duList.locate("摩卡"));
System.out.println("moka所在的位置：" + duList.locate("moka"));
//获取长度
System.out.println("当前线性表的长度：" + duList.length());
//判断是否为空
System.out.println(duList.isEmpty());
//删除最后一个元素
duList.remove();
System.out.println("调用remove()后：" + duList);
//获取长度
System.out.println("当前线性表的长度：" + duList.length());
//删除指定位置处元素
duList.delete(3);
System.out.println("删除第4个元素后：" + duList);
//获取长度
System.out.println("当前线性表的长度：" + duList.length());
//清空
duList.clear();
System.out.println(duList);
//判断是否为空
System.out.println(duList.isEmpty());
}
}
