[数据结构与算法]数据结构与算法学习笔记（四）双向链表

0x01 定义

??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。

0x02 双向链表的优缺点

• 优点
  – 对于链表中给定的一个结点，可以从两个方向进行操作；
• 缺点
  – 每个结点需要再添加一个额外的指针，需要更多的空间开销；
  – 节点的插入或删除更加费时（花更多的时间调整指针）。

0x03 双向链表的常用操作代码实现

• 遍历
• 添加
• 修改
• 删除

package com.atCodeSun.doubleLinkedList04;

/**
 * @author codeSun
 * @create 2021-07-26 10:47
 */

/*
    双向链表实现水浒英雄排行管理
 */

public class DoubleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //创建结点
        HeroNode2 hero1 = new HeroNode2(1, "宋江", "及时雨");
        HeroNode2 hero2 = new HeroNode2(2, "卢俊义", "玉麒麟");
        HeroNode2 hero3 = new HeroNode2(3, "吴用", "智多星");
        HeroNode2 hero4 = new HeroNode2(4, "林冲", "豹子头");

        //创建一个链表
        DoubleLinkedList doubleLinkedList = new DoubleLinkedList();
        //加入人物
        doubleLinkedList.add(hero1);
        doubleLinkedList.add(hero2);
        doubleLinkedList.add(hero3);
        doubleLinkedList.add(hero4);

        doubleLinkedList.list();

        //修改测试
        HeroNode2 newHeroNode = new HeroNode2(4, "公孙胜", "入云龙");
        doubleLinkedList.updata(newHeroNode);
        System.out.println("修改结点~");
        doubleLinkedList.list();

        //删除测试
        doubleLinkedList.del(3);
        System.out.println("删除测试~");
        doubleLinkedList.list();

    }

}


//定义SingleLinkedList管理英雄
class DoubleLinkedList{
    //先初始化一个头结点，头结点不要动，头结点不存放具体的数据
    private HeroNode2 head = new HeroNode2(0,"","");

    //返回头结点
    public HeroNode2 getHead() {
        return head;
    }


    //显示链表（遍历）
    public void list(){
        //判断链表是否为空
        if(head.next == null){
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //链表不为空时，用辅助变量遍历
        HeroNode2 temp = head.next;
        while(true){
            //遍历结束判断
            if(temp == null){
                break;
            }
            //输出结点的信息
            System.out.println(temp);
            //将temp后移
            temp = temp.next;
        }
    }



    //添加一个结点到双向链表的最后
    public void add(HeroNode2 heroNode){
        //head结点不能动，需要一个辅助变量temp
        HeroNode2 temp = head;
        //遍历链表，找到最后一个结点
        while(true){
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            //如果当前结点不是最后结点，则将temp后移到下一个，再进行判断
            temp = temp.next;
        }
        //跳出while循环时，temp就指向了链表的最后一个结点
        temp.next = heroNode;
        heroNode.pre = temp;
    }


    //修改结点的信息，根据编号来修改，即编号不能改
    public void updata(HeroNode2 newHeroNode){
        //判断是否空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空~");
            return;
        }
        //根据编号no找到需要修改的结点
        HeroNode2 temp = head.next;
        boolean flag = false; //表示是否找到该结点
        while(true){
            if(temp == null){ //遍历结束判断
                break;
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) { //找到
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) {
            //修改
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickName = newHeroNode.nickName;
        }else{
            //没有找到
            System.out.printf("没有找到编号为%d的结点，不能修改\n", newHeroNode.no);
        }
    }



    //双向链表中删除一个结点
    //双向链表可以直接找到要删除的那个结点，找到后自我删除即可。
    public void del(int no){

        //判断当前链表是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空，无法删除~~");
        }
        HeroNode2 temp = head.next; //辅助指针
        boolean flag = false; //标志是否找到待删除的结点
        while (true) {
            if(temp == null){ // 遍历结束判断
                break;
            }
            if (temp.no == no) {
                //找到了待删除的结点
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        if (flag) { //找到，删除
            temp.pre.next = temp.next;
            if (temp.next != null) { //确保在删除最后一个结点时不会发生空指针异常
                temp.next.pre = temp.pre;
            }
        }else{
            System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n",no);
        }
    }
}



//定义HeroNode2，每个HeroNode2对象就是一个结点
class HeroNode2{
    public int no; //排名编号
    public String name; //姓名
    public String nickName; //绰号
    public HeroNode2 next; //指向下一个结点，默认为null
    public HeroNode2 pre;  //指向前一个结点，默认为null

    //构造器
    public HeroNode2(int no, String name, String nickName) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName +
                '}';
    }
}