Java数据结构与算法——双向链表

简介: Java数据结构与算法——双向链表

1.简介


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。


2.代码案例

首先,我们需要有一个实体类,它对应了双向链表中的每个节点的数据信息。

package com.szh.bidirectional;
/**
 *
 */
public class BookNode {
    public int id;
    public String name;
    public double price;
    public BookNode prev; //当前节点的前驱节点
    public BookNode next; //当前节点的后继节点
    public BookNode(int id, String name, double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "BookNode{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

接下来,我们写一个具体对双向链表进行CRUD的操作类。

package com.szh.bidirectional;
import com.szh.unidirectional.GoodsNode;
/**
 *
 */
public class DualLinkedList {
    private BookNode head = new BookNode(0, "", 0.0);
    //在双向链表末尾插入节点
    public void addLast(BookNode bookNode) {
        BookNode temp = head; //辅助变量
        while (true) {
            if (temp.next == null) { //此双向链表为空
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //末尾节点的后继指针指向要插入的新节点
        temp.next = bookNode;
        //新节点的前驱指针指向原来的末尾节点
        bookNode.prev = temp;
    }
    //在双向链表的中间某个位置插入节点
    public void addOrder(BookNode bookNode) {
        BookNode temp = head; //辅助变量
        boolean flag = false; //标记变量
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.next.id > bookNode.id) {
                break;
            } else if (temp.next.id == bookNode.id) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            System.out.println("已经存在了该商品,不能添加重复元素");
        } else {
            bookNode.next = temp.next;
            temp.next.prev = bookNode;
            temp.next = bookNode;
            bookNode.prev = temp;
        }
    }
    //修改双向链表的某个节点
    public void updateNode(BookNode bookNode) {
        //是否是空链表
        if (head.next == null) {
            System.out.println("空链表....");
            return;
        }
        BookNode temp = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.id == bookNode.id) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            temp.name = bookNode.name;
            temp.price = bookNode.price;
        } else {
            System.out.println("未找到要修改的节点....");
        }
    }
    //删除双向链表的某个节点
    public void deleteNode(int id) {
        //是否是空链表
        if (head.next == null) {
            System.out.println("空链表....");
            return;
        }
        BookNode temp = head.next;
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.id == id) {
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            temp.prev.next = temp.next;
            if (temp.next != null) {
                temp.next.prev = temp.prev;
            }
        } else {
            System.out.println("未找到要删除的节点....");
        }
    }
    //遍历单向链表,查看每个节点元素
    public void list() {
        //如果链表为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空....");
            return;
        }
        BookNode temp = head.next; //辅助变量
        int index = 0;
        while (true) {
            if (temp == null) {
                break;
            }
            System.out.println("第 " + (++index) + " 个节点元素为:" + temp);
            temp = temp.next;
        }
    }
    //统计单向链表中节点的个数
    public int getNodeNum() {
        //如果链表为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空....");
            return 0;
        }
        BookNode temp = head.next;
        int num = 0;
        while (temp != null) {
            num++;
            temp = temp.next;
        }
        return num;
    }
}

最后是我们的主方法类,我们需要对上面写好的代码功能进行测试。

package com.szh.bidirectional;
import com.szh.unidirectional.GoodsNode;
/**
 * 双向链表相关操作
 */
public class LinkedTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        DualLinkedList dualLinkedList = new DualLinkedList();
        BookNode bookNode1 = new BookNode(1, "斗罗大陆", 111.111);
        BookNode bookNode2 = new BookNode(2, "斗破苍穹", 666.666);
        BookNode bookNode3 = new BookNode(3, "盗墓笔记", 999.999);
        BookNode bookNode4 = new BookNode(4, "鬼吹灯", 888.888);
        System.out.println("双向链表的插入操作:");
        dualLinkedList.addLast(bookNode1);
        dualLinkedList.addLast(bookNode4);
        dualLinkedList.addOrder(bookNode3);
        dualLinkedList.addOrder(bookNode2);
        dualLinkedList.list();
        System.out.println("此双向链表中共有 " + dualLinkedList.getNodeNum() + " 个节点元素。");
        System.out.println();
        System.out.println("双向链表的修改操作:");
        dualLinkedList.updateNode(new BookNode(2, "Java编程思想", 555.555));
        dualLinkedList.list();
        System.out.println("此双向链表中共有 " + dualLinkedList.getNodeNum() + " 个节点元素。");
        System.out.println();
        System.out.println("双向链表的删除操作:");
        dualLinkedList.deleteNode(2);
        dualLinkedList.list();
        System.out.println("此双向链表中共有 " + dualLinkedList.getNodeNum() + " 个节点元素。");
    }
}

代码运行结果如下:👇👇👇


这里我们Debug运行可以更清晰的看出双向链表的前驱指针和后继指针中保存的对象信息。

3.双向链表的CRUD图解(今天时间有点来不及了,明天补上。。。)


在双向链表的末尾插入新的节点。


在双向链表的中间某个位置插入新的节点。


双向链表的修改操作。(比较简单)我就不画了,大家可以参考我学习单向链表的修改操作图解。

双向链表的删除操作。

相关文章
|
6月前
|
设计模式 算法 搜索推荐
Java 设计模式之策略模式:灵活切换算法的艺术
策略模式通过封装不同算法并实现灵活切换,将算法与使用解耦。以支付为例,微信、支付宝等支付方式作为独立策略,购物车根据选择调用对应支付逻辑,提升代码可维护性与扩展性,避免冗长条件判断,符合开闭原则。
1556 35
|
6月前
|
存储 人工智能 算法
从零掌握贪心算法Java版:LeetCode 10题实战解析(上)
在算法世界里,有一种思想如同生活中的"见好就收"——每次做出当前看来最优的选择,寄希望于通过局部最优达成全局最优。这种思想就是贪心算法,它以其简洁高效的特点,成为解决最优问题的利器。今天我们就来系统学习贪心算法的核心思想,并通过10道LeetCode经典题目实战演练,带你掌握这种"步步为营"的解题思维。
|
6月前
|
存储 算法 搜索推荐
《数据之美》:Java数据结构与算法精要
本系列深入探讨数据结构与算法的核心原理及Java实现,涵盖线性与非线性结构、常用算法分类、复杂度分析及集合框架应用,助你提升程序效率,掌握编程底层逻辑。
|
8月前
|
运维 监控 算法
基于 Java 滑动窗口算法的局域网内部监控软件流量异常检测技术研究
本文探讨了滑动窗口算法在局域网流量监控中的应用,分析其在实时性、资源控制和多维分析等方面的优势,并提出优化策略,结合Java编程实现高效流量异常检测。
338 0
|
9月前
|
机器学习/深度学习 算法 Java
Java实现林火蔓延路径算法
记录正在进行的森林防火项目中林火蔓延功能,本篇文章可以较好的实现森林防火蔓延,但还存在很多不足,如:很多参数只能使用默认值,所以蔓延范围仅供参考。(如果底层设备获取的数据充足,那当我没说)。注:因林火蔓延涉及因素太多,如静可燃物载量、矿质阻尼系数等存在估值,所以得出的结果仅供参考。
375 5
|
9月前
|
存储 监控 算法
企业上网监控场景下布隆过滤器的 Java 算法构建及其性能优化研究
布隆过滤器是一种高效的数据结构,广泛应用于企业上网监控系统中,用于快速判断员工访问的网址是否为违规站点。相比传统哈希表,它具有更低的内存占用和更快的查询速度,支持实时拦截、动态更新和资源压缩,有效提升系统性能并降低成本。
385 0
|
9月前
|
存储 负载均衡 算法
我们来说一说 Java 的一致性 Hash 算法
我是小假 期待与你的下一次相遇 ~
482 1
|
10月前
|
存储 算法 安全
Java中的对称加密算法的原理与实现
本文详细解析了Java中三种常用对称加密算法(AES、DES、3DES)的实现原理及应用。对称加密使用相同密钥进行加解密,适合数据安全传输与存储。AES作为现代标准,支持128/192/256位密钥,安全性高;DES采用56位密钥,现已不够安全;3DES通过三重加密增强安全性,但性能较低。文章提供了各算法的具体Java代码示例,便于快速上手实现加密解密操作,帮助用户根据需求选择合适的加密方案保护数据安全。
710 58
|
10月前
|
存储 安全 Java
Java 集合面试题从数据结构到 HashMap 源码剖析详解及长尾考点梳理
本文深入解析Java集合框架,涵盖基础概念、常见集合类型及HashMap的底层数据结构与源码实现。从Collection、Map到Iterator接口,逐一剖析其特性与应用场景。重点解读HashMap在JDK1.7与1.8中的数据结构演变,包括数组+链表+红黑树优化,以及put方法和扩容机制的实现细节。结合订单管理与用户权限管理等实际案例,展示集合框架的应用价值,助你全面掌握相关知识,轻松应对面试与开发需求。
476 3
|
11月前
|
人工智能 算法 NoSQL
LRU算法的Java实现
LRU(Least Recently Used)算法用于淘汰最近最少使用的数据,常应用于内存管理策略中。在Redis中,通过`maxmemory-policy`配置实现不同淘汰策略,如`allkeys-lru`和`volatile-lru`等,采用采样方式近似LRU以优化性能。Java中可通过`LinkedHashMap`轻松实现LRUCache,利用其`accessOrder`特性和`removeEldestEntry`方法完成缓存淘汰逻辑,代码简洁高效。
524 0