02数据结构——双向链表

引言

上片文章我们介绍无头非循环单向链表的实现，这篇文章我们将继续介绍另外一种常见的无头双向链表的实现。

1.双向链表的结构

每个节点包含一个前驱节点和一个后继节点。

2.无头双向链表的模拟实现

public class MyLinkedList {
    class ListNode {
        int val;
        ListNode prev;
        ListNode next;

        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    public ListNode head;
    public ListNode last;
    //头插法
    public void addFirst(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(head == null) {
            head = last = node;
        } else {
            node.next = head;
            head.prev = node;
            head = node;
        }
    }
    //尾插法
    public void addLast(int data){
        ListNode node = new ListNode(data);
        if(head == null) {
            head = last = node;
        } else {
            last.next = node;
            node.prev = last;
            last = node;
        }
    }
    //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标
    public void addIndex(int index,int data){
        int len = size();
        if(index<0||index>len) {
            return;
        }
        if(index == 0) {
            addFirst(data);
            return;
        }
        if(index == len) {
            addLast(data);
            return;
        }
        ListNode node = new ListNode(data);
        ListNode cur = findIndex(index);
        node.next = cur;
        cur.prev.next = node;
        node.prev = cur.prev;
        cur.prev = node;
    }
    //根据下标查找节点
    public ListNode findIndex(int index) {
        ListNode cur = head;
        while(index!=0) {
            cur = cur.next;
            index--;
        }
        return cur;
    }
    //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
    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
    public void remove(int key){
        ListNode cur = head;
        while (cur!=null) {
            if(cur.val == key) {
                //开始删除
                if(cur == head) {
                    head = head.next;
                    if(head != null) {
                        head.prev = null;
                    }
                }else{
                    cur.prev.next = cur.next;
                    if(cur.next == null){
                        last = last.prev;
                    }else {
                        cur.next.prev = cur.prev;
                    }
                }
                return;
            }
            cur = cur.next;
        }
    }
    //删除所有值为key的节点
    public void removeAllKey(int key){
        ListNode cur = head;
        while (cur!=null) {
            if(cur.val == key) {
                //开始删除
                if(cur == head) {
                    head = head.next;
                    if(head != null) {
                        head.prev = null;
                    }
                }else{
                    cur.prev.next = cur.next;
                    if(cur.next == null){
                        last = last.prev;
                    }else {
                        cur.next.prev = cur.prev;
                    }
                }
            }
            cur = cur.next;
        }
    }
    //得到单链表的长度
    public int size(){
        ListNode cur = head;
        int count = 0;
        while(cur != null) {
            count++;
            cur = cur.next;
        }
        return count;
    }
    public void display(){
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            System.out.println(cur.val + " ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }
    public void clear(){
        ListNode cur = head;
        while(cur != null) {
            ListNode curN = cur.next;
            cur.prev = null;
            cur.next = null;
            cur = curN;
        }
        head = last = null;
    }
}

3.什么是LinkedList

LinkedList的底层是双向链表结构，由于链表没有将元素存储在连续的空间中，元素存储在单独的节点中，然后通过引用将节点连接起来了，因此在任意位置插入或者删除元素时，不需要搬移元素，效率比较高。

在集合框架中，LinkedList也实现了List接口，具体如下：

【说明】

1. LinkedList实现了List接口
2. LinkedList的底层使用了双向链表
3. LinkedList没有实现RandomAccess接口，因此LinkedList不支持随机访问
4. LinkedList的任意位置插入和删除元素时效率比较高，时间复杂度为O(1)
5. LinkedList比较适合任意位置插入的场景