一、双向不循环链表的概念
双向不循环链表中的节点有三个域，一个是存储数据的val域，一个是前驱prev域，还有一个是下个节点next域，和单向不同的就是多了一个前驱域。如图：
定义一个MyLinkedList类，这个类包含要模拟实现的方法，还有一个内部类ListNode，这个内部类就是链表的节点，代码如下：
public class MyLinkedList implements Ilist{ public ListNode head;//头结点 public ListNode last;//尾结点 static class ListNode { int val; ListNode next; ListNode prev; public ListNode(int val) { this.val = val; } } }
二、链表的接口
代码如下：
public interface Ilist { //头插法 void addFirst(int data); //尾插法 void addLast(int data); //任意位置插入,第一个数据节点为0号下标 void addIndex(int index,int data); //查找是否包含关键字key是否在单链表当中 boolean contains(int key); //删除第一次出现关键字为key的节点 void remove(int key); //删除所有值为key的节点 void removeAllKey(int key); //得到单链表的长度 int size(); void clear(); void display(); }
三、链表的方法实现
（1）display方法
此方法是打印所有链表节点的val值，因此要遍历一遍链表的节点。代码如下：
public void display() { ListNode cur = this.head; while (cur != null) { System.out.print(cur.val + " "); cur = cur.next; } System.out.println(); }
（2）size方法
此方法计算链表中有多少个节点，所以也要遍历一遍链表，代码如下：
public int size() { ListNode cur = this.head; int count = 0; while (cur != null) { count++; cur = cur.next; } return count; }
（3）contains方法
此方法查看是否有key值，有就返回true，没有就返回false，所以也要遍历一遍链表，代码如下：
public int size() { ListNode cur = this.head; int count = 0; while (cur != null) { count++; cur = cur.next; } return count; }
（4）addFirst方法
此方法是头插方法，参数是链表的val域的值，所以调用此方法时，要创建一个节点，再把这个节点进行头插；头插时，要修改要插入节点的next域，指向原来的头结点，还有原来头结点的prev域，指向要插入的节点，最后再把头结点改为要插入的这个节点，如图：绿色箭头是修改指向
因为是新建的节点，所以这个节点的prev和next域都是null
修改完后，如图：
代码如下：
public void addFirst(int data) { ListNode cur = new ListNode(data); if(this.head == null) { this.head = cur; this.last = cur; } else { cur.next = this.head; this.head.prev = cur; this.head = cur; } }
执行效果如下：
（5）addLast方法
此方法是尾插法，这里的尾插法时间复杂度是O(1)，因为双向链表有一个记录尾结点的last，所以尾插的时候直接在尾结点插入要插入的节点，修改原来的尾结点的next域，要插入的节点prev修改成原来的尾结点，最后再把尾结点last修改成插入的节点，代码如下：
public void addLast(int data) { ListNode cur = new ListNode(data); if(last == null) { head = cur; last = cur; } else { last.next = cur; cur.prev = last; last = cur; } }
执行效果如下：
（6）addIndex方法
此方法是在指定位置插入节点，第一要检查要插入位置的index下标是否合法，不合法就抛异常，这里定义第一个节点下标为0，第二个节点下标为1，依次类推，如果要插入位置的下标是0，就是头插，如果要插入位置的下标是链表长度（size方法），就是尾插；
要插入的位置在链表中间，我们要找出指定位置的前一个节点，修改前一个节点的next域，修改成要插入的节点，还有指定位置原来的节点的prev域也要修改，修改成要插入的节点。代码如下：
public void addIndex(int index, int data) { //检查下标是否合法 if(index < 0 || index > size()) { throw new IndexException("下标不合法"); } if(index == 0) { addFirst(data); return; } if (index == size()) { addLast(data); return; } ListNode cur = new ListNode(data); ListNode prev = this.head; int count = 0; while (count < index - 1) { prev = prev.next; count++; } ListNode prevNext = prev.next; prev.next = cur; cur.prev = prev; cur.next = prevNext; prevNext.prev = cur; } //自定义异常类 public class IndexException extends RuntimeException{ public IndexException(String e) { super(e); } }
执行效果如下：
（7）remove方法
此方法是移除第一个值为key的链表节点的方法，参数是就是key；要移除某一个节点，就要从头遍历一遍链表，如果没找到key值，就直接返回，不做任何操作；
这里要提前处理一些特殊情况，如果头结点的val值就是key，就要把head放在head的next域，然后判断这时候head是不是空，如果head不是空，head的prev就要修改成空，如果head是空，就要把last设为空，直接返回。
如果找到了，就要找要删除节点的前一个节点，这里会分两种情况，一种是要删除的节点后面没有节点了（尾结点），这时我们把要删除节点的前一个节点的next域改成null，last改成前一个节点；如果要删除的节点后面有节点，就要把前一个节点的next域改成要删除的节点的next，后一个的prev域改成前一个节点，代码如下：
public void remove(int key) { if(head == null) { return; } if(head.val == key) { head = head.next; if(head != null) { head.prev = null; } else { last = null; return; } } ListNode prev = findPrev(key); if(prev == null) { //没有要删的元素 return; } ListNode cur = prev.next; if(cur.next != null) { prev.next = cur.next; cur.next.prev = cur.prev; } else { //最后一个元素 prev.next = cur.next;//null last = prev; } } //找到要删除节点的前一个节点 private ListNode findPrev(int key) { ListNode cur = this.head; ListNode curNext = cur.next; while (curNext != null) { if(curNext.val != key) { cur = cur.next; curNext = curNext.next; } else { return cur; } } return null; }
执行效果如下：
（8）removeAllKey方法
此方法是删除所有节点的val值为key的方法，所以，我们要遍历一遍链表，如果head为空的话，就直接返回，不做任何操作；
我们定义prev是头结点，cur是头结点的next节点（要删除的节点），从头到尾遍历的是cur，如果cur的val值不等于key，prev和cur都要往后走一步；如果cur的val值等于key，会分成两种情况，就是cur后面是有没有节点，如果后面有节点，prev节点的next域就要改成cur的next，cur的下一个节点的prev域要改成prev，然后cur往后走一步；如果cur后面的节点为空，就直接把prev节点的next域改成空，把last改成prev，cur还要往后走一步结束循环。
最后不要忘了头结点还没有判断，要判断头结点的val值是否和key相等，如果不相等就不做任何操作，相等就把头结点head改成头结点的next，此时的头结点的prev改成null，注意，这里修改头结点的prev，要头结点head不为空，才能执行上面的操作，不然会空指针异常。
public void removeAllKey(int key) { if(head == null) { return; } ListNode prev = this.head; ListNode cur = this.head.next; while (cur != null) { if(cur.val == key) { if(cur.next != null) { prev.next = cur.next; cur.next.prev = prev; } else { prev.next = cur.next;//null last = prev; } cur = cur.next; } else { prev = prev.next; cur = cur.next; } } if(head.val == key) { head = head.next; if(head != null) { head.prev = null; } } }
执行效果如下：
（9）clear方法
此方法是把链表中的所有节点中所有域都置为空，所以要遍历一遍链表，把节点prev和next域改为null，因为这里的val域类型是int，所以不用修改val域，代码如下：
public void clear() { ListNode cur = this.head; while (cur != null) { ListNode curNext = cur.next; cur.next = null; cur.prev = null; cur = curNext; } head = null; last = null; }
执行效果如下：
四、最终代码
public class MyLinkedList implements Ilist{ public ListNode head;//头结点 public ListNode last;//尾结点 static class ListNode { int val; ListNode next; ListNode prev; public ListNode(int val) { this.val = val; } } @Override public void addFirst(int data) { ListNode cur = new ListNode(data); if(this.head == null) { this.head = cur; this.last = cur; } else { cur.next = this.head; this.head.prev = cur; this.head = cur; } } @Override public void addLast(int data) { ListNode cur = new ListNode(data); if(last == null) { head = cur; last = cur; } else { last.next = cur; cur.prev = last; last = cur; } } @Override public void addIndex(int index, int data) { //检查下标是否合法 if(index < 0 || index > size()) { throw new IndexException("下标不合法"); } if(index == 0) { addFirst(data); return; } if (index == size()) { addLast(data); return; } ListNode cur = new ListNode(data); ListNode prev = this.head; int count = 0; while (count < index - 1) { prev = prev.next; count++; } ListNode prevNext = prev.next; prev.next = cur; cur.prev = prev; cur.next = prevNext; prevNext.prev = cur; } @Override public boolean contains(int key) { ListNode cur = this.head; while (cur != null) { if(cur.val == key) { return true; } cur = cur.next; } return false; } @Override public void remove(int key) { if(head == null) { return; } if(head.val == key) { head = head.next; if(head != null) { head.prev = null; } else { last = null; return; } } ListNode prev = findPrev(key); if(prev == null) { //没有要删的元素 return; } ListNode cur = prev.next; if(cur.next != null) { prev.next = cur.next; cur.next.prev = cur.prev; } else { //最后一个元素 prev.next = cur.next;//null last = prev; } } private ListNode findPrev(int key) { ListNode cur = this.head; ListNode curNext = cur.next; while (curNext != null) { if(curNext.val != key) { cur = cur.next; curNext = curNext.next; } else { return cur; } } return null; } @Override public void removeAllKey(int key) { if(head == null) { return; } ListNode prev = this.head; ListNode cur = this.head.next; while (cur != null) { if(cur.val == key) { if(cur.next != null) { prev.next = cur.next; cur.next.prev = prev; } else { prev.next = cur.next;//null last = prev; } cur = cur.next; } else { prev = prev.next; cur = cur.next; } } if(head.val == key) { head = head.next; if(head != null) { head.prev = null; } } } @Override public int size() { ListNode cur = this.head; int count = 0; while (cur != null) { count++; cur = cur.next; } return count; } @Override public void clear() { ListNode cur = this.head; while (cur != null) { ListNode curNext = cur.next; cur.next = null; cur.prev = null; cur = curNext; } head = null; last = null; } @Override public void display() { ListNode cur = this.head; while (cur != null) { System.out.print(cur.val + " "); cur = cur.next; } System.out.println(); } } //自定义异常类 public class IndexException extends RuntimeException{ public IndexException(String e) { super(e); } }
