4.雙向連結串列

阿新 • • 發佈：2021-05-22

單鏈表的缺點分析：

單向連結串列，查詢的方向只能是一個方向，而雙向連結串列可以向前或者向後查詢；
單項鍊表不能自我刪除，需要靠輔助節點輔助刪除，而雙向連結串列可以實現自我刪除

在雙向連結串列中，每個節點不僅存放了下一個節點的地址，還存放了上一個節點的地址，因此，在雙向連結串列中，不僅可以實現順序遍歷，還可以實現逆序遍歷。

雙向連結串列的操作：

首先建立一個節點類，包含以下屬性：
（1）節點值：num
（2）前驅節點：pre
（3）後繼節點：next

//定義一個Node，每個Node物件就是一個節點
class Node2{
    public int num;
    public Node2 next; 
   //後繼節點：指向下一個節點
    public Node2 pre;    //前驅節點：指向前一個節點
    public Node2(int num) {
        this.num = num;
    }
    public int getNum() {
        return num;
    }
}

其次，我們需要一個雙向連結串列類，連結串列類先初始化一個頭節點，並提供獲取頭節點的方法

//建立一個雙線連結串列的類
class DoubleLinkedList{
    //先初始化一個頭節點，頭節點一般不要動，因為頭節點是為了指示連結串列的最頂端，如果不存在就無法找到整個連結串列 

    private Node2 head = new Node2(0);    //不存放具體的資料
    //返回頭節點
    public Node2 getHead() {
        return head;
    }
}

定義完畢後，我們就能開始編寫雙向連結串列的操作功能了：

1.新增

思路：
（1）先找到雙向連結串列的最後這個節點
（2）將最後一個節點的next指向新的節點
（3）將新節點的pre指向原連結串列的最後一個節點

//新增節點,按序新增（不允許新增重複元素）
public void addNode(Node2 node){
    Node2 cur = head; 
   //令一個輔助節點從頭開始向後遍歷
    while (true) {
        if (cur.next == null) { //當這個節點的下一個節點為null，說明走到了連結串列的最後，
            node.pre = cur;     //當前節點是連結串列的最後一個節點，那麼將新節點插入連結串列的最後即可
            cur.next = node;
            break;              //插入完成退出方法
        }
        else if(cur.next.num > node.getNum()){   //當某個節點的值大於新插入的節點的值時，將新節點插入
            node.pre = cur;         //將新節點的pre指向當前節點
            node.next = cur.next;   //新節點的next指向當前節點的下一個節點
            cur.next.pre = node;    //將當前節點的下一個節點的pre指向新插入的節點
            cur.next = node;        //將當前節點的next指向新插入的節點
            break;                  //插入完成退出方法
        }
        else if (cur.next.num == node.getNum()){
            System.out.println(node.getNum()+"已存在!");
            break;
        }
        cur = cur.next;
    }
}

2、遍歷

思路：遍歷的方式和單項鍊表一樣，既可以向前查詢，也可以向後查詢。

//遍歷雙向連結串列的方法
public void getList(Node2 head){
    if (head.next==null){
        System.out.println("連結串列空！");
        return;
    }
    Node2 cur = head.next;
    while (cur!=null){
        System.out.println(cur.getNum());
        cur = cur.next;
    }
}

3.刪除

思路：
（1）直接找到要刪除的這個節點，
（2）將這個要被刪除節點的前一個節點的next指向被刪除節點的next；

（cur.pre.next = cur.next）

（3）將被刪除節點的下一個節點的pre指向被刪除節點的前一個節點，

(cur.next.pre = cur.pre)

但是需要注意一點，如果要刪除的是最後一個節點，就不能再對最後一個節點的下一個節點的前驅進行賦值，否則會引起空指標異常，最後一個節點不需要這一步操作。

//刪除節點
public void delNode(int no){
    //判斷當前連結串列是否為空
    if (head.next == null){
        System.out.println("連結串列空！");
        return;
    }
    Node2 cur = head.next;   //輔助節點,單項鍊表中，先找待刪除節點的前一個節點才能再做刪除，雙向連結串列可以自刪除
    while (true){
        if (cur == null){
            System.out.println("未找到值為"+no+"的節點！");
            return;
        }
        if (cur.num == no){
            cur.pre.next = cur.next;
            if(cur.next != null) {
                //此段程式碼不能做最後一個節點的判斷，最後一個節點的下一個節點為null，會引起空指標異常,因此最後一個節點就不需要執行以下判斷
                cur.next.pre = cur.pre;
            }
            return;
        }
        cur = cur.next;
    }

}

測試程式碼：

public static void main(String[] args) {
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList();
    //新增元素：
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        int count = new Random().nextInt(10);
        System.out.println("新增第"+i+1+"個元素："+count);
        list.addNode(new Node2(count));
    }
    //遍歷連結串列所有資料
    System.out.println("連結串列展示：");
    list.getList(list.getHead());
    //刪除節點
    System.out.println("輸入你要刪除的節點：");
    list.delNode(sc.nextInt());
    //遍歷連結串列所有資料
    System.out.println("連結串列展示：");
    list.getList(list.getHead());
}