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Java实现双链表的示例代码

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-01-30
目录 一、双向链表是什么 二、具体方法实现 定义结点 下标访问异常 获取链表长度 打印链表 清空链表 头插法 尾插法 指定位置插入 查找元素 删除第一次出现的关键字 删除所有值为
目录
  • 一、双向链表是什么
  • 二、具体方法实现
    • 定义结点
    • 下标访问异常
    • 获取链表长度
    • 打印链表
    • 清空链表
    • 头插法
    • 尾插法
    • 指定位置插入
    • 查找元素
    • 删除第一次出现的关键字
    • 删除所有值为key的节点
  • 三、完整代码

    一、双向链表是什么

    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。一般我们都构造双向循环链表。

    LinkedList底层就是一个双向链表,我们来实现一个双向链表。

    这里多一个尾指针,方便我们对尾插操作从O(n)降到O(1).每个结点多了前驱结点,方便我们对链表进行操作。

    二、具体方法实现

    定义结点

    class ListNode {
            int value;
            ListNode next;
            ListNode prev;
    
            public ListNode(int value) {
                this.value = value;
            }
        }
    

    下标访问异常

    public class IndexWrongException extends RuntimeException{
        public IndexWrongException() {
        }
    
        public IndexWrongException(String message) {
            super(message);
        }
    }
    

    获取链表长度

    class ListNode {
            int value;
            ListNode next;
            ListNode prev;
    
            public ListNode(int value) {
                this.value = value;
            }
        }
    

    打印链表

    class ListNode {
            int value;
            ListNode next;
            ListNode prev;
    
            public ListNode(int value) {
                this.value = value;
            }
        }
    

    清空链表

    public void clear(){
            if(this.head == null) {
                return;
            }
            ListNode cur = this.head;
            while(cur != null) {
                ListNode curNext = cur.next;
                cur.prev = null;
                cur.next = null;
                cur = curNext;
            }
            head = null;
            tail = null;
        }
    

    头插法

    public void addFirst(int data){
            ListNode node = new ListNode(data);
            if(head == null) {
                this.head = node;
                this.tail = node;
                return;
            }
            node.next = this.head;
            this.head.prev = node;
            this.head = node;
        }
    

    尾插法

    public void addLast(int data){
            ListNode node = new ListNode(data);
            if(head == null) {
                this.head = node;
                this.tail = node;
                return;
            }
            tail.next = node;
            node.prev = tail;
            tail = node;
        }
    

    指定位置插入

    public void addIndex(int index,int data) throws IndexWrongException{
            if(index < 0 || index > size()) {
                throw new IndexWrongException("输入下标不合法");
            }
            ListNode node = new ListNode(data);
            if(index == 0) {
                addFirst(data);
                return;
            }
            if(index == size()) {
                addLast(data);
                return;
            }
            ListNode cur = this.head;
            while(index != 0) {
                cur = cur.next;
                index--;
            }
            node.next = cur;
            cur.prev.next = node;
            node.prev = cur.prev;
            cur.prev = node;
        }

    查找元素

    public boolean contains(int key){
            if(head == null) {
                return false;
            }
            ListNode cur = this.head;
            while(cur != null) {
                if(cur.value == key) {
                    return true;
                }
                cur = cur.next;
            }
            return false;
        }
    

    删除第一次出现的关键字

    public void remove(int key){
            ListNode cur = head;
            while(cur != head) {
                if(cur.value == key) {
                    if(cur == head) {
                        head = head.next;
                        if(head.next != null) {
                            head.prev = null;
                        }else {
                            tail = null;
                        }
                    }else {
                        cur.prev.next = cur.next;
                        if(cur.next != null) {
                            cur.next.prev = cur.prev;
                        }else {
                            tail = cur.prev;
                            tail.next = null;
                            }
                        }
                    return;
                    }
                cur = cur.next;
                }
            }

    删除所有值为key的节点

    public void removeAllKey(int key){
            ListNode cur = head;
            while(cur != head) {
                if(cur.value == key) {
                    if(cur == head) {
                        head = head.next;
                        if(head.next != null) {
                            head.prev = null;
                        }else {
                            tail = null;
                        }
                    }else {
                        cur.prev.next = cur.next;
                        if(cur.next != null) {
                            cur.next.prev = cur.prev;
                        }else {
                            tail = cur.prev;
                            tail.next = null;
                        }
                    }
                }
                cur = cur.next;
            }
        }

    三、完整代码

    public class LinkedList {
        static class ListNode {
            int value;
            ListNode next;
            ListNode prev;
    
            public ListNode(int value) {
                this.value = value;
            }
        }
        ListNode head;
        ListNode tail;
        //头插法
        public void addFirst(int data){
            ListNode node = new ListNode(data);
            if(head == null) {
                this.head = node;
                this.tail = node;
                return;
            }
            node.next = this.head;
            this.head.prev = node;
            this.head = node;
        }
        //尾插法
        public void addLast(int data){
            ListNode node = new ListNode(data);
            if(head == null) {
                this.head = node;
                this.tail = node;
                return;
            }
            tail.next = node;
            node.prev = tail;
            tail = node;
        }
        //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) throws IndexWrongException{
            if(index < 0 || index > size()) {
                throw new IndexWrongException("输入下标不合法");
            }
            ListNode node = new ListNode(data);
            if(index == 0) {
                addFirst(data);
                return;
            }
            if(index == size()) {
                addLast(data);
                return;
            }
            ListNode cur = this.head;
            while(index != 0) {
                cur = cur.next;
                index--;
            }
            node.next = cur;
            cur.prev.next = node;
            node.prev = cur.prev;
            cur.prev = node;
        }
        //查找是否包含关键字key是否在单链表当中
        public boolean contains(int key){
            if(head == null) {
                return false;
            }
            ListNode cur = this.head;
            while(cur != null) {
                if(cur.value == key) {
                    return true;
                }
                cur = cur.next;
            }
            return false;
        }
        //删除第一次出现关键字为key的节点
        public void remove(int key){
            ListNode cur = head;
            while(cur != head) {
                if(cur.value == key) {
                    if(cur == head) {
                        head = head.next;
                        if(head.next != null) {
                            head.prev = null;
                        }else {
                            tail = null;
                        }
                    }else {
                        cur.prev.next = cur.next;
                        if(cur.next != null) {
                            cur.next.prev = cur.prev;
                        }else {
                            tail = cur.prev;
                            tail.next = null;
                            }
                        }
                    return;
                    }
                cur = cur.next;
                }
            }
        //删除所有值为key的节点
        public void removeAllKey(int key){
            ListNode cur = head;
            while(cur != head) {
                if(cur.value == key) {
                    if(cur == head) {
                        head = head.next;
                        if(head.next != null) {
                            head.prev = null;
                        }else {
                            tail = null;
                        }
                    }else {
                        cur.prev.next = cur.next;
                        if(cur.next != null) {
                            cur.next.prev = cur.prev;
                        }else {
                            tail = cur.prev;
                            tail.next = null;
                        }
                    }
                }
                cur = cur.next;
            }
        }
        //得到单链表的长度
        public int size(){
            ListNode cur = head;
            int count = 0;
            while(cur != null) {
                cur = cur.next;
                count++;
            }
            return count;
        }
        public void display(){
            ListNode cur = head;
            while (cur != null) {
                System.out.print(cur.value+" ");
                cur = cur.next;
            }
            System.out.println();
        }
        public void clear(){
            if(this.head == null) {
                return;
            }
            ListNode cur = this.head;
            while(cur != null) {
                ListNode curNext = cur.next;
                cur.prev = null;
                cur.next = null;
                cur = curNext;
            }
            head = null;
            tail = null;
        }
    }
    

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