java实现双向链表

/**
 * Java 实现的双向链表。 
 * 注：java自带的集合包中有实现双向链表，路径是:java.util.LinkedList
 *
 * @author skywang
 * @date 2013/11/07
 */
public class DoubleLink<T> {

    // 表头
    private DNode<T> mHead;
    // 节点个数
    private int mCount;

    // 双向链表“节点”对应的结构体
    private class DNode<T> {
        public DNode prev;
        public DNode next;
        public T value;

        public DNode(T value, DNode prev, DNode next) {
            this.value = value;
            this.prev = prev;
            this.next = next;
        }
    }

    // 构造函数
    public DoubleLink() {
        // 创建“表头”。注意：表头没有存储数据！
        mHead = new DNode<T>(null, null, null);
        mHead.prev = mHead.next = mHead;
        // 初始化“节点个数”为0
        mCount = 0;
    }

    // 返回节点数目
    public int size() {
        return mCount;
    }

    // 返回链表是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return mCount==0;
    }

    // 获取第index位置的节点
    private DNode<T> getNode(int index) {
        if (index<0 || index>=mCount)
            throw new IndexOutOfBoundsException();

        // 正向查找
        if (index <= mCount/2) {
            DNode<T> node = mHead.next;
            for (int i=0; i<index; i++)
                node = node.next;

            return node;
        }

        // 反向查找
        DNode<T> rnode = mHead.prev;
        int rindex = mCount - index -1;
        for (int j=0; j<rindex; j++)
            rnode = rnode.prev;

        return rnode;
    }

    // 获取第index位置的节点的值
    public T get(int index) {
        return getNode(index).value;
    }

    // 获取第1个节点的值
    public T getFirst() {
        return getNode(0).value;
    }

    // 获取最后一个节点的值
    public T getLast() {
        return getNode(mCount-1).value;
    }

    // 将节点插入到第index位置之前
    public void insert(int index, T t) {
        if (index==0) {
            DNode<T> node = new DNode<T>(t, mHead, mHead.next);
            mHead.next.prev = node;
            mHead.next = node;
            mCount++;
            return ;
        }

        DNode<T> inode = getNode(index);
        DNode<T> tnode = new DNode<T>(t, inode.prev, inode);
        inode.prev.next = tnode;
        inode.next = tnode;
        mCount++;
        return ;
    }

    // 将节点插入第一个节点处。
    public void insertFirst(T t) {
        insert(0, t);
    }

    // 将节点追加到链表的末尾
    public void appendLast(T t) {
        DNode<T> node = new DNode<T>(t, mHead.prev, mHead);
        mHead.prev.next = node;
        mHead.prev = node;
        mCount++;
    }

    // 删除index位置的节点
    public void del(int index) {
        DNode<T> inode = getNode(index);
        inode.prev.next = inode.next;
        inode.next.prev = inode.prev;
        inode = null;
        mCount--;
    }

    // 删除第一个节点
    public void deleteFirst() {
        del(0);
    }

    // 删除最后一个节点
    public void deleteLast() {
        del(mCount-1);
    }
}

双链表类(DoubleLink.java)

测试程序(DlinkTest.java)

/**
 * Java 实现的双向链表。 
 * 注：java自带的集合包中有实现双向链表，路径是:java.util.LinkedList
 *
 * @author skywang
 * @date 2013/11/07
 */

public class DlinkTest {

    // 双向链表操作int数据
    private static void int_test() {
        int[] iarr = {10, 20, 30, 40};

        System.out.println("
----int_test----");
        // 创建双向链表
        DoubleLink<Integer> dlink = new DoubleLink<Integer>();

        dlink.insert(0, 20);    // 将 20 插入到第一个位置
        dlink.appendLast(10);    // 将 10 追加到链表末尾
        dlink.insertFirst(30);    // 将 30 插入到第一个位置

        // 双向链表是否为空
        System.out.printf("isEmpty()=%b
", dlink.isEmpty());
        // 双向链表的大小
        System.out.printf("size()=%d
", dlink.size());

        // 打印出全部的节点
        for (int i=0; i<dlink.size(); i++)
            System.out.println("dlink("+i+")="+ dlink.get(i));
    }


    private static void string_test() {
        String[] sarr = {"ten", "twenty", "thirty", "forty"};

        System.out.println("
----string_test----");
        // 创建双向链表
        DoubleLink<String> dlink = new DoubleLink<String>();

        dlink.insert(0, sarr[1]);    // 将 sarr中第2个元素 插入到第一个位置
        dlink.appendLast(sarr[0]);    // 将 sarr中第1个元素 追加到链表末尾
        dlink.insertFirst(sarr[2]);    // 将 sarr中第3个元素 插入到第一个位置

        // 双向链表是否为空
        System.out.printf("isEmpty()=%b
", dlink.isEmpty());
        // 双向链表的大小
        System.out.printf("size()=%d
", dlink.size());

        // 打印出全部的节点
        for (int i=0; i<dlink.size(); i++)
            System.out.println("dlink("+i+")="+ dlink.get(i));
    }


    // 内部类
    private static class Student {
        private int id;
        private String name;

        public Student(int id, String name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "["+id+", "+name+"]";
        }
    }

    private static Student[] students = new Student[]{
        new Student(10, "sky"),
        new Student(20, "jody"),
        new Student(30, "vic"),
        new Student(40, "dan"),
    };

    private static void object_test() {
        System.out.println("
----object_test----");
        // 创建双向链表
        DoubleLink<Student> dlink = new DoubleLink<Student>();

        dlink.insert(0, students[1]);    // 将 students中第2个元素 插入到第一个位置
        dlink.appendLast(students[0]);    // 将 students中第1个元素 追加到链表末尾
        dlink.insertFirst(students[2]);    // 将 students中第3个元素 插入到第一个位置

        // 双向链表是否为空
        System.out.printf("isEmpty()=%b
", dlink.isEmpty());
        // 双向链表的大小
        System.out.printf("size()=%d
", dlink.size());

        // 打印出全部的节点
        for (int i=0; i<dlink.size(); i++) {
            System.out.println("dlink("+i+")="+ dlink.get(i));
        }
    }

 
    public static void main(String[] args) {
        int_test();        // 演示向双向链表操作“int数据”。
        string_test();    // 演示向双向链表操作“字符串数据”。
        object_test();    // 演示向双向链表操作“对象”。
    }
}

线性表的几个基本组成部分：数组、单向链表、双向链表

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