Java数据结构之双向链表图解

双向链表（Doubly linked list）

什么是双向链表？

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

双向链表与单向链表的主要区别：

查找方向 ： 单向链表的查找方向只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找。删除： 单向链表的删除需要借助辅助指针，先找到要删除节点的前驱，然后进行删除。           temp.next = temp.next.next;(temp为辅助指针)           双向链表可以进行自我删除。

双向链表与单向链表的优劣：

优点：双链表结构比单链表结构更有优越性。

缺点：从存储结构来看，双向链表比单向链表多了一个指针，需要一个额外的、线性的内存使用量。（在32位操作系统中一个指针为4个字节，64位操作系统中一个指针为8个字节）。

双向链表的逻辑结构图解：

双向链表的具体操作：

添加：图解：

代码：

//添加一个scugMBqGYT节点到最后

public void add(DoubleNode newNode) {

DoubleNode temp = head;

while (true) {

if (temp.next == null) {

// 当temp.next 为空时，证明temp为最后一个元素。

temp.next = newNode; //temp节点的下一位指向新节点

newNode.pre = temp;//新节点的前一位指向temp

//这两步构成双向链表

break;

}else if (temp.next.ID == newNode.ID) {

//ID相同证明 已经存在该学生。

System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID);

break;

}

temp = temp.next;

}

}

//按学号顺序添加节点

public void Sortadd(DoubleNode newNode) {

DoubleNode temp = head;

while (true) {

if (temp.next == null) {

//说明要添加的节点序号在当前链表中最大，因此直接添加在末尾。

temp.nexscugMBqGYTt = newNode;//temp节点的下一位指向新节点

newNode.pre = temp;//新节点的前一位指向temp

//这两步构成双向链表

break;

} else if (temp.next.ID > newNode.ID) {

//当前节点的下一位节点的编号大于 要添加的新节点，则证明新节点要添加在temp节点之后

newNode.next = temp.next;//要添加节点的下一位 指向temp当前节点的下一位

temp.next.pre = newNode;//temp当前节点的下一位的前一位 指向 新节点构成双向链表

temp.next = newNode; // 再让当前节点的下一位指向 新节点

newNode.pre = temp;//新节点的前一位 指向 当前节点temp

//这样连接完成后就将 新节点插入 到 原本链表的temp节点与temp.next节点之间

break;

}else if (temp.next.ID == newNode.ID) {

//ID相同证明 已经存在该学生。

System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID);

break;

}

temp = temp.next;

}

}

删除 ：图解：

代码：

//删除一个节点。

//自我删除

public void DoubleDelete(int id) {

if (head.next == null) {

System.out.println("链表为空！");

return;

}

DoubleNode temp = head.next;

while (true) {

if (temp == null) {

System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", id);

break;

} else if (temp.ID == id) {

//找到要删除节点

// 此时temp 就代表将要被删除节点

//temp.pre.next 指 当前要被删除节点 的前一位 的后一位

// temp.next 指 当前要被删除节点的后一位

temp.pre.next = temp.next;

// （当前要被删除节点 的前一位 的后一位）指向 （当前要被删除节点的后一位）

//这样就完成了 temp节点的删除操作

// 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;

}

break;

}

temp = temp.next;

}

}

修改：侃侃：它实际上与单链表的删除是一样。

代码：

//修改链表节点

public void DoubleUpdate(DoubleNode newNode) {

if (head.next == null) {

System.out.println("链表为空！");

return;

}

DoubleNode temp = head.next;

while (true) {

if (temp == null) {

break;

} else if (temp.ID == newNode.ID) {

//找到要修改的节点

temp.name = newNode.name;

temp.mark = newNode.mark;

return;

}

temp = temp.next;

}

System.out.printf("要修改的%d节点不存在\n", newNode.ID);

}

双向链表实例：

用双向链表创建一个学生信息管理系统，完成对学生信息的添加，删除，修改操作。

package Linkedlist;

//双向链表。

public class DoubleLinkedListDemo {

public static void main(String agrs[]) {

DoubleNode stu1 = new DoubleNode(6, "张三", 99);

DoubleNode stu2 = new DoubleNode(2, "李四", 99);

DoubleNode stu3 = new DoubleNode(3, "王五", 99);

scugMBqGYT DoubleNode stu4 = new DoubleNode(5, "王二", 99);

DoubleNode stu5 = new DoubleNode(4, "小红", 99);

DoubleNode stu6 = new DoubleNode(1, "小明", 99);

DoubleNode stu7 = new DoubleNode(1, "小明", 99);

DoubleLinkedlist doubleLinkedlist = new DoubleLinkedlist();

/* doubleLinkedlist.add(stu1);

doubleLinkedlist.add(stu2);

doubleLinkedlist.add(stu3);

doubleLinkedlist.add(stu4);

doubleLinkedlist.add(stu5);

doubleLinkedlist.add(stu6);

doubleLinkedlist.add(stu7);*/

doubleLinkedlist.Sortadd(stu1);

doubleLinkedlist.Sortadd(stu2);

doubleLinkedlist.Sortadd(stu3);

doubleLinkedlist.Sortadd(stu4);

doubleLinkedlist.Sortadd(stu5);

doubleLinkedlist.Sortadd(stu6);

doubleLinkedlist.add(stu7);

System.out.println("原链表展示！");

doubleLinkedlist.ShowList();

System.out.println();

doubleLinkedlist.DoubleDelete(6);

doubleLinkedlist.DoubleDelete(15);

System.out.println("删除后链表展示！");

doubleLinkedlist.ShowList();

System.out.println();

DoubleNode stu8 = new DoubleNode(1, "李思成", 100);

DoubleNode stu9 = new DoubleNode(20, "李成", 100);

doubleLinkedlist.DoubleUpdate(stu8);

doubleLinkedlist.DoubleUpdate(stu9);

System.out.println("修改后链表展示！");

doubleLinkedlist.ShowList();

System.out.println();

}

}

class DoubleLinkedlist {

private DoubleNode head = new DoubleNode(0, "", 0);

public DoubleNode getHead() {

return head;

}

//添加一个节点到最后

public void add(DoubleNode newNode) {

DoubleNode temp = head;

while (true) {

if (temp.next == null) {

// 当temp.next 为空时，证明temp为最后一个元素。

temp.next = newNode; //temp节点的下一位指向新节点

newNode.pre = temp;//新节点的前一位指向temp

//这两步构成双向链表

break;

}else if (temp.next.ID == newNode.ID) {

//ID相同证明 已经存在该学生。

System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID);

break;

}

temp = temp.next;

}

}

//按学号顺序添加节点

public void Sortadd(DoubleNode newNode) {

DoubleNode temp = head;

while (true) {

if (temp.next == null) {

//说明要添加的节点序号在当前链表中最大，因此直接添加在末尾。

temp.next = newNode;//temp节点的下一位指向新节点

newNode.pre = temp;//新节点的前一位指向temp

//这两步构成双向链表

break;

} else if (temp.next.ID > newNode.ID) {

//当前节点的下一位节点的编号大于 要添加的新节点，则证明新节点要添加在temp节点之后

newNode.next = temp.next;//要添加节点的下一位 指向temp当前节点的下一位

temp.next.pre = newNode;//temp当前节点的下一位的前一位 指向 新节点构成双向链表

temp.next = newNode; // 再让当前节点的下一位指向 新节点

newNode.pre = temp;//新节点的前一位 指向 当前节点temp

//这样连接完成后就将 新节点插入 到 原本链表的temp节点与temp.next节点之间

break;

}else if (temp.next.ID == newNode.ID) {

//ID相同证明 已经存在该学生。

System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID);

break;

}

temp = temp.next;

}

}

//删除一个节点。

//自我删除

public void DoubleDelete(int id) {

if (head.next == null) {

System.out.println("链表为空！");

return;

}

DoubleNode temp = head.next;

while (true) {

if (temp == null) {

System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", id);

break;

} else if (temp.ID == id) {

//找到要删除节点

// 此时temp 就代表将要被删除节点

//temp.pre.next 指 当前要被删除节点 的前一位 的后一位

// temp.next 指 当前要被删除节点的后一位

temp.pre.next = temp.next;

// （当前要被删除节点 的前一位 的后一位）指向 （当前要被删除节点的后一位）

//这样就完成了 temp节点的删除操作

// 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;

}

break;

}

temp = temp.next;

}

}

//修改链表节点

public void DoubleUpdate(DoubleNode newNode) {

if (head.next == null) {

System.out.println("链表为空！");

return;

}

DoubleNode temp = head.next;

while (true) {

if (temp == null) {

break;

} else if (temp.ID == newNode.ID) {

//找到要修改的节点

temp.name = newNode.name;

temp.mark = newNode.mark;

return;

}

temp = temp.next;

}

System.out.printf("要修改的%d节点不存在\n", newNode.ID);

}

public void ShowList() {

// 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，因此我们需要一个辅助变量来遍历

DoubleNode temp = head.next;

while (true) {

// 判断是否到链表最后

if (temp == null) {

break;

}http://

System.out.println(temp);// 输出节点的信息

temp = temp.next;

}

}

}

class DoubleNode {

public int ID; // 编号。

public String name;

public int mark;

public DoubleNode next;

public DoubleNode pre; // 前一个（Previous）

public DoubleNode(int ID, String name, int mark) {

this.ID = ID;

this.name = name;

this.mark = mark;

}

@Override

public String toString() {

return "DoubleNode{" + "ID=" + ID + ", name='" + name + '\'' + "mark=" + mark + '}';

}

}

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