数据结构与算法学习五:双链表的增、删、改、查

简介: 双链表的增、删、改、查操作及其Java实现,并通过实例演示了双向链表的优势和应用。

前言

一、双链表的应用实例

使用带head头节点的双向链表实现 - 水浒传英雄排行榜

二、单链表的缺点分析

  1. 单向链表,查找的方向只能是一个方向,而双向链表可以向前或者向后查找。
  2. 单向链表 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,所以前面我们单链表删除时节点,总是找到temp,temp是待删除节点的前一个节点(认真体会).

三、双链表增删改查思路

  • 分析 双向链表的遍历,添加,修改,删除的操作思路
  1. 遍历 方和 单链表一样,只是可以向前,也可以向后查找
  2. 第一种添加 (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
    (2) temporary.next = newNode;
    (3) newNode.pre = temporary;
  3. 第二种添加 (按编号的顺序添加)
    (1)用辅助节点的No与新插入的No比较,找到要插入的前一个节点
    (2)先挂载后面:newNode.next = temporary.next; temporary.next.pre = newNode;
    (3)在挂载前面:temporary.next = newNode; newNode.pre = temporary;
  4. 修改 思路和 原来的单向链表一样.
  5. 删除
    (1) 因为是双向链表,因此,我们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;
  • 上面的思路说明的逻辑图如下:
    在这里插入图片描述

四、代码实现

4.1 项目结构

HeroNode.java :节点类
DoubleLinkedList.java : 双链表类
DoubleLinkedListMain.java : 测试类
在这里插入图片描述

4.2 HeroNode.java 节点类

package com.feng.ch04_doubleLinkedlist;

// 定义HeroNode ,每个 HeroNode 就是一个节点
public class HeroNode {
    public int no;
    public String name;
    public String nickname;
    public HeroNode pre; // 指向上一个节点,默认为null
    public HeroNode next; // 指向下一个节点,默认为null

    public HeroNode(int no, String name, String nickname){
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickname = nickname;
    }

    /* 为显示方法,重写 toString 方法*/
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickname='" + nickname + '\'' +
                '}';
    }
}

4.3 DoubleLinkedList.java 双链表类

package com.feng.ch04_doubleLinkedlist;

/*
 * 创建一个双向链表的类
 * */
public class DoubleLinkedList {

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

    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    /*
     * 添加节点:按顺序添加
     * */
    public void addDoubleLinkedByOrder(HeroNode newNode) {
        HeroNode temporary = head;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temporary.next == null) {  // 当前数据
                break;
            }
            if (temporary.next.no > newNode.no) {
                break;
            } else if (temporary.next.no == newNode.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temporary = temporary.next;
        }
        if (flag) {
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了, 不能加入\n", newNode.no);
        } else {
            if (temporary.next == null){
                // 挂载前面
                temporary.next = newNode;
                newNode.pre = temporary;
            }else {
                //挂载后面
                newNode.next = temporary.next;
                temporary.next.pre = newNode;
                // 挂载前面
                temporary.next = newNode;
                newNode.pre = temporary;
            }
        }

    }

    /*
     * 添加节点:直接添加到双向链表的最后
     * */
    public void addDoubleLinked(HeroNode newNode) {
        HeroNode temporary = head;
        while (true) {
            if (temporary.next == null) { // 最后一个 出去
                break;
            }
            temporary = temporary.next; // 后移
        }
        /*
         * 当退出while循环时,temp就指向了链表的最后
         * 形成一个双向链表
         * */
        temporary.next = newNode;
        newNode.pre = temporary;
    }

    /*
     * 修改:可以看到双向链表的节点内容修改和单向链表一样
     * */
    public void updateNode(HeroNode newNode) {
        if (head.next == null) {
            return;
        }
        HeroNode temporary = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temporary == null) { // 没有匹配着
                break;
            }
            if (temporary.no == newNode.no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temporary = temporary.next;
        }
        if (flag) {      // 根据flag 判断是否找到要修改的节点
            temporary.name = newNode.name;
            temporary.nickname = newNode.nickname;
        } else {
            System.out.printf("没有找到 编号 %d 的节点,不能修改\n", newNode.no);
        }
    }

    /*
     * 删除节点
     * 1 对于双向链表,我们可以直接找到要删除的这个节点
     * 2 找到后,自我删除即可
     * */
    public void deleteNode(int no) {
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空,无法删除");
            return;
        }
        HeroNode temporary = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temporary == null) {
                break;
            }
            if (temporary.no == no) {
                flag = true;
                break;
            }
            temporary = temporary.next;
        }
        if (flag) {
            temporary.pre.next = temporary.next;
            if (temporary != null) {
                temporary.next.pre = temporary.pre;
            }
        } else {
            System.out.printf("要删除的 %d 节点不存在\n", no);
        }
    }

    //显示链表【遍历】
    public void list() {
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        // 因为头结点不能动, 因此需要一个辅助节点 temp 来遍历
        HeroNode temporary = head.next;
        while (temporary != null) {
            // 输出节点信息
            System.out.println(temporary);
            temporary = temporary.next;
        }
    }
}

4.4 DoubleLinkedListMain.java 测试类

package com.feng.ch04_doubleLinkedlist;

public class DoubleLinkedListMain {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();

        HeroNode hero1 = new HeroNode(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4, "林冲", "豹子头");

//        doubleLinkedList.addDoubleLinked(hero1);
//        doubleLinkedList.addDoubleLinked(hero2);
//        doubleLinkedList.addDoubleLinked(hero3);
//        doubleLinkedList.addDoubleLinked(hero4);

        doubleLinkedList.addDoubleLinkedByOrder(hero2);
        doubleLinkedList.addDoubleLinkedByOrder(hero1);
        doubleLinkedList.addDoubleLinkedByOrder(hero4);
        doubleLinkedList.addDoubleLinkedByOrder(hero3);

        System.out.println("初始化的 双链表数据:");
        doubleLinkedList.list();
        // 测试修改
        System.out.println();
        System.out.println("修改后的数据~");
        HeroNode hero5 = new HeroNode(4, "公孙胜", "入云龙");
        doubleLinkedList.updateNode(hero5);
        doubleLinkedList.list();

        // 测试删除
        System.out.println();
        System.out.println("删除后的数据~");
        doubleLinkedList.deleteNode(3);
        doubleLinkedList.list();
    }
}

4.5 测试结果

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