线性链表的双向链表——java实现

.线性表链式存储结构:将采用一组地址的任意的存储单元存放线性表中的数据元素。
链表又可分为：

• 单链表：每个节点只保留一个引用，该引用指向当前节点的下一个节点，没有引用指向头结点，尾节点的next引用为null。

• 循环链表：一种首尾相连的链表。

• 双向链表：每个节点有两个引用，一个指向当前节点的上一个节点，另外一个指向当前节点的下一个节点。

下面给出线性表双向链表的实现：java中LinkedList是线性表的链式实现，是一个双向链表。

 

import java.util.NoSuchElementException;

//线性表双向链表存储结构
public class DuLinkList<T> {

    //定义一个内部类Node，Node实例代表链表的节点
    private class Node{
        //保存节点的数据
        private T data;
        //指向上一个节点的引用
        private Node prev;
        //指向下一个节点的引用
        private Node next;
        //无参数的构造器
        public Node(){
            
        }
        //初始化全部属性的构造器
        public Node(T data, Node prev, Node next){
            this.data = data;
            this.prev = prev;
            this.next = next;
        }        
    }
    //保存该链表的头结点
    private Node header;
    //保存该链表的尾节点
    private Node tail;
    //保存该链表中已包含的节点数
    private int size;
    //创建空链表
    public DuLinkList(){
        //空链表，header与tail都是null
        header = null;
        tail = null;
    }
    //以指定数据元素来创建链表，该链表只有一个元素
    public DuLinkList(T element){
        header = new Node(element, null, null);
        tail = header;
        size++;
    }
    //判断链式线性表是否为空链表
    public boolean empty(){
        return size == 0;
    }
    //清空线性表
    public void clear(){
        for(Node current = header; current != null;){
            Node next = header.next;
            current.data = null;
            current.prev = null;
            current.next = null;
            current = next;
        }
        header = null;
        tail = null;
        size = 0;
    }
    //获取链式线性表中索引为index处的元素
    public T get(int index){
        return getNodeByIndex(index).data;
    }
    //根据索引index获取指定位置的节点
    private Node getNodeByIndex(int index){
        if(index < 0 || index > size -1){
            throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界");
        }
        if(index < (size >> 1)){
            //从header节点开始遍历
            Node current = header;
            for(int i=0; i < index; i++){
                current = current.next;
            }
            return current;
        }else{
            Node current = tail;
            for(int i = size - 1; i > index; i--){
                current = current.prev;
            }
            return current;
        }
    }
    //查找链式线性表中指定元素的索引
    public int locate(T element){
        Node current = header;
        for(int i=0;i<size && current != null;i++, current = current.next){
            if(current.data.equals(element)){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    //返回链表的长度
    public int length(){
        return size;
    }
    //向线性链表的表头插入一个元素
    public void addFirst(T element){
        linkFirst(element);
    }
    //在线性链表表头插入一个元素
    public void linkFirst(T element){
        Node f = header;
        Node newNode = new Node(element,null,f);
        header = newNode;
        if(f == null){
            tail = newNode;
        }else{
            f.prev = newNode;
        }
        size++;
    }
    //向线性链表的表尾插入一个元素
    public void addTail(T element){
        linkTail(element);
    }
    //在线性链表的表尾插入一个元素
    public void linkTail(T element){
        Node t = tail;
        Node newNode = new Node(element, t, null);
        tail = newNode;
        if(t == null){
            header = newNode;
        }else{
            t.next = newNode;
        }
        size++;
    }
    //在线性表中某个元素前面插入一个节点
    public void linkBefore(T element, Node node){
        Node pre = node.prev;
        Node newNode = new Node(element, pre, node);
        node.prev = newNode;
        if(pre == null){
            header = newNode;
        }else{
            pre.next = newNode;
        }
        size++;
    }
    //向线性链表中的指定位置插入一个元素
    public void insert(T element, int index){
        if(index < 0 || index > size){
            throw new IndexOutOfBoundsException("线性表索引越界");
        }
        if(index == size){
            addTail(element);
        }else{
            linkBefore(element,getNodeByIndex(index));
        }
    }
    //移走线性链表的头结点
    public void removeFirst(){
        Node first = header;
        if(first == null)
            throw new NoSuchElementException("此节点不存在");
        unlinkFirst(first);
    }
    //删除头结点
    public void unlinkFirst(Node node){
        Node next = node.next;    
        node.data = null;
        node.next = null;
        header = next;
        if(next == null){
            tail = null;
        }else{
            next.prev = null;
        }
        size--;
    }
    //移走线性链表的尾节点
    public void removeTail(){
        Node last = tail;
        if(last == null)
            throw new NoSuchElementException("此节点不存在");
        unlinkLast(last);
    }
    //删除尾节点
    public void unlinkLast(Node node){
        Node pre = node.prev;
        node.data = null;
        node.prev = null;
        tail = pre;
        if(pre == null){
            header = null;
        }else{
            pre.next = null;
        }
        size--;
    }
    //移走线性表中的任意一个节点
    public void remove(int index){
        if(index < 0 || index >size - 1){
            throw new IndexOutOfBoundsException("线性表越界");
        }
        unlink(getNodeByIndex(index));
    }
    //删除线性表中任意一个元素
    public void unlink(Node node){
        Node pre = node.prev;
        Node next = node.next;
        node.data = null;
        if(pre == null){
            header = next;
        }else{
            pre.next = next;
            node.prev = null;
        }
        if(next == null){
            tail = pre;
        }else{
            next.prev = pre;
            node.next = null;
        }
        size--;
    }
}