Java(二十)---双向链表

文章目录

前言
1.为什么学习双向链表
2.双向链表(LinkedList)的模拟实现
- 2.1. 准备工作
- 2.2.功能的实现
- - 2.2.1.显示链表(display) 和是否包含某种元素(contains) 以及获取链表节点个数(size())
  - 2.2.2.头插法(addFirst)，尾插法(addLast)，以及在指定位置进行插入(addIndex)
  - 2.2.3.删除第一次出现key的节点(remove)、删除所有值为val的结点(removeAllkey)。
  - 2.2.4.清除链表(clear)
3.LinkedList的使用
- 3.1.LinkedList的构造方法
- 3.2.LinkedList的其他常用方法介绍

前言

上一篇我们进行链表的编程题的练习，今天我们来学习双向循环不带头节点的链表的相关操作，并且把链表结个尾，为下面学习栈和队列打下基础。

1.为什么学习双向链表

我们在上一篇学习了单链表，我们在进行在指定位置插入数据和在指定位置删除数据的时候，通常需要两个节点，一个在前面，一个在后面，如果我们在节点处，再加上一个前一个节点的引用，那么这个问题就迎刃而解了，因此我们引入双向链表。

2.双向链表(LinkedList)的模拟实现

2.1. 准备工作

java">public class MyLinkedList {static class ListNode{public int val;public ListNode prev;public ListNode next;public ListNode(int val) {this.val = val;}}public ListNode head;public ListNode last;//头插法public void addFirst(int data){ }//尾插法public void addLast(int data){}//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){}//查找是否包含关键字key是否在单链表当中public boolean contains(int key){return false;}//删除第一次出现关键字为key的节点public void remove(int key){}//删除所有值为key的节点public void removeAllKey(int key){}//得到单链表的长度public int size(){return 0;}public void display(){}public void clear(){}
}

2.2.功能的实现

2.2.1.显示链表(display) 和是否包含某种元素(contains) 以及获取链表节点个数(size())

上面三种方法，有着异曲同工之妙，有很多相似之处，所以一起来说一下。
显示链表

创建一个节点(cur) 使得cur = head，循环遍历，直到 cur == null，停止循环，再循环中打印val，即可。

java">    public void display(){ListNode cur = head;while (cur != null) {System.out.print(cur.val + " ");cur = cur.next;}System.out.println();}

是否包含某种元素
创建一个节点(cur) 使得cur = head，循环遍历，直到 cur == null，停止循环，再循环中判断cur.val是否等于cur，即可。

java">public boolean contains(int key){ListNode cur = head;while (cur != null) {if (cur.val == key){return true;}cur = cur.next;}return false;}

** 获得节点数目**

创建一个节点(cur) 使得cur = head，循环遍历，直到 cur == null，停止循环，再循环中size++，即可。

java">public int size(){ListNode cur = head;int size = 0;while (cur != null) {size++;cur = cur.next;}return size;}

2.2.2.头插法(addFirst)，尾插法(addLast)，以及在指定位置进行插入(addIndex)

在进行插入的时候，一定要注意头结点和尾节点为null的时候，让新节点就等于头节点和尾节点。
头插法
在这里插入图片描述
首先要判断头节点和尾节点是否为空，如果为空的话，就要新节点(node) = 头节点 = 尾节点。
其次，如果不为空，说明链表中有节点，那么，就把head的指向和node的指向改变，然后在把head = node

java">    public void addFirst(int data){ListNode node = new ListNode(data);if (head == null && last == null){head = last = node;}else{node.next = head;head.prev = node;head = node;}}

尾插法
在这里插入图片描述
首先要判断头节点和尾节点是否为空，如果为空的话，就要新节点(node) = 头节点 = 尾节点。
其次，如果不为空，说明链表中有节点，那么，就把last的指向和node的指向改变，然后在把last= node

java"> //尾插法public void addLast(int data){ListNode node = new ListNode(data);if (head == null && last == null){head = last = node;}else{last.next = node;node.prev = last;last = node;}}

在指定位置进行插入
首先要判断index位置的合法性，如果index< 0 或者是 index > size()，那么就是不合法的，可以直接返回，也可以报异常。
如果 index == 0 ，应用头插法，如果 index == size()，应用尾插法。
如果是在 0<index<size()，那么就要使用新的方法了。
在这里插入图片描述

java">public void addIndex(int index,int data){int len = size();if (index < 0 || index > len){System.out.println("index位置不合法");return;}if (index == 0){addFirst(data);}if (index == len) {addLast(data);}ListNode node = new ListNode(data);ListNode cur = head;while (index != 0){cur = cur.next;index--;}node.next = cur;cur.prev.next = node;node.prev = cur.prev;cur.prev = node;}

2.2.3.删除第一次出现key的节点(remove)、删除所有值为val的结点(removeAllkey)。

删除第一次出现key的节点
在这里插入图片描述

java">    public void remove(int key){ListNode cur = head;while (cur != null){if (cur.val == key){break;}cur = cur.next;}if (cur == head){head = head.next;head.prev = null;return;}if (cur == last){last = last.prev;last.next = null;return;}cur.prev.next = cur.next;cur.next.prev = cur.prev;}

或者

java">public void remove1(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val的节点
只需要将上面第二段代码中return删去即可。

java">public void remove1(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;}}

2.2.4.清除链表(clear)

java">public void clear(){ListNode cur = head;while(cur != null){ListNode curN = cur.next;cur.next = null;cur.prev = null;cur = curN;}head = last = null;}

3.LinkedList的使用

3.1.LinkedList的构造方法

LinkedList() 无参构造方法
public LinkedList(Collection<? extends E> c) 使用其他集合容器中元素构造List的构造方法

java">    public static void main(String[] args) {LinkedList<Integer>list = new LinkedList<>();list.addFirst(2);list.addLast(3);list.add(1,4);System.out.println(list);LinkedList<Integer>list1 = new LinkedList<>(list);list1.add(100);System.out.println(list1);list1.addAll(list);System.out.println(list1);}