双向链表

双向链表

　　管理单向链表的缺点分析：

　　　　1、单向链表，查找的方法只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找

　　　　2、单线链表不能自我删除，需要靠辅助节点，而双向链表，则可以自我删除。

　　 应用实例：使用带 head 头的双向链表实现 — 水浒英雄排行榜　　

　　 双向链表如何完成遍历，添加，修改和删除的思路示意图：

 

 　　 对上图的说明：

　　（1）遍历方式同单链表一样，可以向前遍历，也可以向后查找

　　（2）添加（默认添加到双向链表的最后）

　　　　① 先找到双向链表的最后这个节点temp

　　　　② temp.next = newHeroNode;

　　　　③ newHeroNode.pre = temp;

　　（3）修改思路同单向链表一样　

　　（4）删除　

　　　　① 因为是双向链表，可以实现自我删除某个节点

　　　　② 直接找到要删除的这个节点，比如temp

　　　　③  temp.pre.next = temp.next;

　　　　④ temp.next.pre = temp.pre;（注意：这里需要分析看看temp是否为最后一个节点，如果则不需要这句话）

　　（5）第二种添加方式，按照编号顺序添加

　　　　① 遍历链表，如果有这个排名，则添加失败，并给出提示

　　　　② 遍历链表，通过 flag 标志找到编号所在的位置

　　　　③ 插入链表中：heroNode.next = temp.next;heroNode.pre = temp;

　　　　④ 判断是否在最后插入：

if(temp != null) {
　　temp.next = heroNode;
　　temp.next.pre = heroNode;
}

 

　　   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");

        // 创建双向链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
        doubleLinkedList.add(hero1);
        doubleLinkedList.add(hero2);
        doubleLinkedList.add(hero3);
        doubleLinkedList.add(hero4);

        // 显示
        doubleLinkedList.list();

        // 修改
        HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4, "公孙胜", "入云龙");
        doubleLinkedList.update(newHeroNode);
        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();
        
        // 按编号添加一个
        HeroNode2 newhero = new HeroNode2(8, "吴用2", "智多星2");
        doubleLinkedList.addByorder(newhero);
        System.out.println("添加后的链表情况");
        doubleLinkedList.list();
        
    }

}

// 创建双向链表的类
class DoubleLinkedList {
    // 先初始化一个头节点,头节点不要动，不存放具体的数据
    private HeroNode2 head = new HeroNode2(0, "", "");

    // 返回头节点
    public HeroNode2 getHead() {
        return head;
    }

    public void setHead(HeroNode2 head) {
        this.head = head;
    }

    // 添加到链表尾部
    public void add(HeroNode2 heroNode) {

        // 因为head节点不能动，因此我们需要一个辅助指针 temp
        HeroNode2 temp = head;
        // 遍历
        while (true) {
            // 找到链表的最后
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            // 如果没有找到最后，将 temp 后移
            temp = temp.next;
        }

        // 当退出 while 循环时，temp 就执行了链表的最后
        // 将最后这个节点的 next指向新的节点,新节点前一个为 temp
        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }

    // 修改节点的信息，根据 no 编号来修改，即no编号不能改
    // 根据newHeroNode 的 no 来修改即可,修改同单向链表一样
    public void update(HeroNode2 newHeroNode) {
        // 判断是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 找到需要修改的节点，根据 no 编号
        // 定义一个辅助变量
        HeroNode2 temp = head.next;
        boolean flag = false; // 表示是否找到该节点
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break; // 已经遍历完
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) {
                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 {
            System.out.printf("没有找到编号%d的节点，不能修改\n", newHeroNode.no);
        }
    }

    // 删除一个节点
    // 对于双向链表，可以直接找到要删除的节点，
    // 找到后，自我删除即可
    public void del(int no) {

        // 判断是否为空
        if (head.next == null) { // 空链表
            System.out.println("链表为空，无法删除");
            return;
        }

        HeroNode2 temp = head.next; // 辅助变量
        boolean flag = false; // 标志是否找到待删除节点
        while (true) {
            if (temp == null) { // 已经找到链表最后节点的 next
                break;
            }
            if (temp.no == no) {
                // 找到了待删除节点的前一个节点 temp
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next; // temp 后移
        }
        // 判断是否找到
        if (flag) {
            // 找到，可以删除
            temp.pre.next = temp.next;
            // 代码有问题？
            // 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);
        }
    }

    // 第二种方式在添加英雄时，根据排名将英雄插入到指定位置
    // 如果有这个排名，则添加失败，并给出提示
    public void addByorder(HeroNode2 heroNode) {
        // 因为头节点不能动，因此需要通过一个辅助指针（变量）来帮助找到添加的位置
        // 因为单链表，因为找到的 temp 是位于添加位置的前一个节点，否则无法插入
        HeroNode2 temp = head;
        boolean flag = false; // 标志添加的编号是否存在，默认为false
        while (true) {
            if (temp.next == null) { // 说明 temp 以及在链表最后
                break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no) { // 找到位置，就在temp的后面插入
                break;
            } else if (temp.next.no == heroNode.no) {
                flag = true; // 编号存在
                break;
            }
            temp = temp.next; // 后移，遍历当前链表
        }

        // 判断 flag 的值
        if (flag) {
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号%d已经存在，不能加入\n", heroNode.no);
        } else {
            // 插入到链表中
            heroNode.next = temp.next;
            heroNode.pre = temp;
            if(temp != null) { // 判断是否在链表尾
                temp.next = heroNode;
                temp.next.pre = heroNode;
            }
            
        }

    }

    // 遍历双向链表的方法
    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，需要辅助变量来遍历
        HeroNode2 temp = head.next;
        while (true) {
            // 判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            // 输出节点信息
            System.out.println(temp);
            // 将 next 后移
            temp = temp.next;
        }
    }

}

//定义 HeroNode2,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; // 执行上一个节点，默认为 null

    // 构造器
    public HeroNode2(int no, String name, String nickname) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + ", nickname=" + nickname + "]";
    }

}