文章目錄

• 大綱圖
• 雙向鏈表
• 雙向鏈表的基本結(jié)構(gòu)
• 雙向鏈表的基本操作
• • 頭插
  • 尾插
  • 中間部位插入
  • 刪除頭部
  • 刪除尾部
  • 刪除中間位置的數(shù)據(jù)
  • 查找
  • 更新
  • Code
• 總結(jié)

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大綱圖

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雙向鏈表

Algorithms_基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(02)_鏈表&鏈表的應(yīng)用案例之單向鏈表中梳理了 單向鏈表的基本操作，接下來(lái)我們繼續(xù)來(lái)看下雙向鏈表吧。

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雙向鏈表的基本結(jié)構(gòu)

單向鏈表只有一個(gè)方向，結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)后繼指針next指向后面的結(jié)點(diǎn)。

雙向鏈表，顧名思義，它支持兩個(gè)方向，每個(gè)結(jié)點(diǎn)不止有一個(gè)后繼指針next指向后面的結(jié)點(diǎn)，還有一個(gè)前驅(qū)指針prev指向前面的結(jié)點(diǎn)。

雙向鏈表需要額外的兩個(gè)空間來(lái)存儲(chǔ)后繼結(jié)點(diǎn)和前驅(qū)結(jié)點(diǎn)的地址。所以，如果存儲(chǔ)同樣多的數(shù)據(jù)，雙向鏈表要比單鏈表占用更多的內(nèi)存空間。

雖然兩個(gè)指針比較浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，但可以支持雙向遍歷，這樣也帶來(lái)了雙向鏈表操作的靈活性。那相比單鏈表，雙向鏈表適合解決哪種問(wèn)題呢？

-----> B+Tree:Mysql索引 葉子節(jié)點(diǎn) 雙向鏈表

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雙向鏈表的基本操作

頭插

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尾插

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中間部位插入

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刪除頭部

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刪除尾部

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刪除中間位置的數(shù)據(jù)

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查找

通常，雙向鏈表同單鏈表一樣，都僅有一個(gè)頭指針。所以雙鏈表查找指定元素的實(shí)現(xiàn)同單鏈表類(lèi)似，都是從表頭依次遍歷表中元素，直到找到對(duì)應(yīng)的元素為止。

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更新

更改雙鏈表中指定結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)域的操作那必須要先查找到該節(jié)點(diǎn)，因此是在查詢(xún)的基礎(chǔ)上完成的。------>即：通過(guò)遍歷找到存儲(chǔ)有該數(shù)據(jù)元素的結(jié)點(diǎn)，直接更改其數(shù)據(jù)域即可。

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Code

/*** @author 小工匠* @version v1.0* @create 2020-01-03 06:08* @motto show me the code ,change the word* @blog https://artisan.blog.csdn.net/* @description**/public class ArtisanDoubleLinkedList {private ArtisanNode head; // head節(jié)點(diǎn)private ArtisanNode tail; // tail節(jié)點(diǎn) 為了方便直接獲取tail節(jié)點(diǎn)，省去每一次都要遍歷的操作private int size; // 鏈表元素?cái)?shù)量/*** 雙向鏈表初始化*/public ArtisanDoubleLinkedList() {this.head = null;this.tail = null;}/*** 頭插* @param data*/public void add2Head(Object data) {ArtisanNode node = new ArtisanNode(data); // 新的Nodeif (this.head == null) { // 如果head節(jié)點(diǎn)為null, head和tail節(jié)點(diǎn)均為這個(gè)新的node節(jié)點(diǎn)this.tail = node;} else {// 將原來(lái)的頭節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)指向node, 將新節(jié)點(diǎn)的后驅(qū)節(jié)點(diǎn)指向headthis.head.pre = node;node.next = head;}this.head = node; // 將新的節(jié)點(diǎn)置為head節(jié)點(diǎn)size++;}/*** 尾插 （低效）** @param data*/public void add2Tail(Object data) {// 從頭部遍歷，找到最后的節(jié)點(diǎn)，然后加到尾部ArtisanNode node = new ArtisanNode(data); // 要加入的節(jié)點(diǎn)ArtisanNode currentNode = head;if (currentNode == null){add2Head(data);}while(currentNode !=null){if (currentNode.next == null){ // 說(shuō)明找到了當(dāng)前的tail節(jié)點(diǎn)currentNode.next = node ;// 將當(dāng)前tail節(jié)點(diǎn)的next指針指向新的tail節(jié)點(diǎn)node.pre = currentNode; //新的tail節(jié)點(diǎn)的pre指向當(dāng)前tail節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)this.tail = node;break;}else{currentNode = currentNode.next;}}size++;}/*** 尾插 (利用tail 無(wú)需遍歷 效率更高)** @param data*/public void add2Tail2(Object data) {// 已經(jīng)設(shè)置tail了，直接用即可，效率更高ArtisanNode node = new ArtisanNode(data); // 要加入的節(jié)點(diǎn)if (this.head == null){add2Head(data);}else {tail.next = node;node.pre = tail;tail = node;}}/**** @param postition* @param data*/public void add2Nth(int postition ,Object data) {ArtisanNode newNode = new ArtisanNode(data); // 新的NodeArtisanNode currentNode = head;if (postition == 0 ){ // 如果是0 ，添加到頭節(jié)點(diǎn)add2Head(data);}else {for (int i = 1; i < postition; i++) { // 找到要插入的位置的前面的節(jié)點(diǎn)currentNode = currentNode.next;}// 與后繼節(jié)點(diǎn)建立雙層邏輯關(guān)系newNode.next = currentNode.next;currentNode.next.pre = newNode;// 與前置節(jié)點(diǎn)建立雙層邏輯關(guān)系currentNode.next = newNode;newNode.pre = currentNode;}size++;}/*** 根據(jù)value 查找元素* @param data* @return*/public ArtisanNode find(Object data){ // 從頭遍歷ArtisanNode currentNode = head;while(currentNode != null){if (data.equals(currentNode.data)){printPreAndNextInfo(currentNode);break;}else{currentNode = currentNode.next;}}return currentNode;}/*** 刪除頭部節(jié)點(diǎn)*/public void deleteHead(){this.head = this.head.next; // 將當(dāng)前頭節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)置為頭節(jié)點(diǎn)this.head.pre = null; // 將前置節(jié)點(diǎn)置為nullsize--;}/*** 刪除尾部節(jié)點(diǎn)*/public void deleteTail(){ArtisanNode currentNode = this.head;ArtisanNode previousNode = null;while (currentNode != null){if (currentNode.next == null){currentNode.pre = null;// 最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的pre置為置為nullpreviousNode.next = null;// 前置節(jié)點(diǎn)的next指針置為nullthis.tail = previousNode; // 將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)置為tail節(jié)點(diǎn)}else { // 如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的next指針指向不為空，則把下個(gè)節(jié)點(diǎn)置為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷previousNode = currentNode;// 保存上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息currentNode = currentNode.next;}}}/*** 刪除指定位置的節(jié)點(diǎn)* @param position*/public ArtisanNode deleteNth(int position){ArtisanNode currentNode = this.head;if (position == 0 ){deleteHead();}else {for (int i = 1 ; i < position ; i++){// 找到要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)currentNode = currentNode.next;}currentNode.next.next.pre = currentNode; // 將 要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn) 指向 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)（要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)）currentNode.next = currentNode.next.next; // 將 要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next指針指向 要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)}size--;return currentNode.next ; // 返回刪除的節(jié)點(diǎn)}/*** 獲取tail節(jié)點(diǎn)* @return tail節(jié)點(diǎn)*/public ArtisanNode getTail(){System.out.println("tail節(jié)點(diǎn)的值為:" + this.tail.data );return this.tail;}/*** 獲取head節(jié)點(diǎn)* @return head節(jié)點(diǎn)*/public ArtisanNode getHead(){System.out.println("head節(jié)點(diǎn)的值為:" + this.head.data );return this.head;}/*** 打印鏈表中的數(shù)據(jù)*/public void print() {ArtisanNode currentNode = this.head;// 從head節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷while (currentNode != null) { // 循環(huán)，節(jié)點(diǎn)不為空 輸出當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)System.out.print(currentNode.data + " -> ");currentNode = currentNode.next; // 將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，循環(huán)直到為null}System.out.print("null");System.out.println();}/*** 打印前后節(jié)點(diǎn)信息* @param currentNode*/private void printPreAndNextInfo(ArtisanNode currentNode) {System.out.println("當(dāng)前節(jié)點(diǎn):" + currentNode.data);if (currentNode.pre != null){System.out.println("當(dāng)前節(jié)點(diǎn)【" + currentNode.data + "】的前驅(qū)節(jié)點(diǎn):" + currentNode.pre.data);}else{System.out.println("當(dāng)前節(jié)點(diǎn)【"+ currentNode.data + "】為head節(jié)點(diǎn)");}if (currentNode.next != null){System.out.println("當(dāng)前節(jié)點(diǎn)【"+ currentNode.data + "】的后繼節(jié)點(diǎn):" + currentNode.next.data);}else{System.out.println("當(dāng)前節(jié)點(diǎn)【"+ currentNode.data + "】為tail節(jié)點(diǎn)");}}public static void main(String[] args) {ArtisanDoubleLinkedList doubleLinkedList = new ArtisanDoubleLinkedList();doubleLinkedList.add2Head("artisanData96");doubleLinkedList.add2Head("artisanData97");doubleLinkedList.add2Head("artisanData99");doubleLinkedList.add2Head("artisanData98");doubleLinkedList.getTail();doubleLinkedList.add2Tail("artisanData100");doubleLinkedList.getTail();doubleLinkedList.print();doubleLinkedList.getHead();// doubleLinkedList.add2Nth(2,"addedDataByPos");// doubleLinkedList.add2Tail2(1); // doubleLinkedList.add2Tail2(2); // doubleLinkedList.add2Tail2(3); // doubleLinkedList.add2Tail2(4);// doubleLinkedList.print(); // // System.out.println("tail:" + doubleLinkedList.tail.data); // // doubleLinkedList.find("artisanData98"); // doubleLinkedList.deleteHead(); // doubleLinkedList.print(); // doubleLinkedList.find("artisanData99");// System.out.println("被刪除節(jié)點(diǎn)：" + doubleLinkedList.deleteNth(1).data); // doubleLinkedList.print(); // doubleLinkedList.find("artisanData96");}/*** 雙向鏈表中的節(jié)點(diǎn)*/class ArtisanNode {ArtisanNode pre; // 前驅(qū)結(jié)點(diǎn)Object data; // 數(shù)據(jù)ArtisanNode next;// 后繼節(jié)點(diǎn)public ArtisanNode(Object data) {this.data = data;}} }

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總結(jié)

重要區(qū)別：

• 1.數(shù)組簡(jiǎn)單易用，在實(shí)現(xiàn)上使用的是連續(xù)的內(nèi)存空間，可以借助CPU的緩存機(jī)制，預(yù)讀數(shù)組中的數(shù)據(jù)，所以訪(fǎng)問(wèn)效率更高。

• 2.鏈表在內(nèi)存中并不是連續(xù)存儲(chǔ)，所以對(duì)CPU緩存不友好，沒(méi)辦法有效預(yù)讀。

• 3.數(shù)組的缺點(diǎn)是大小固定，一經(jīng)聲明就要占用整塊連續(xù)內(nèi)存空間。如果聲明的數(shù)組過(guò)大，系統(tǒng)可能沒(méi)有足夠的連續(xù)內(nèi)存空間分配給它， 導(dǎo)致“內(nèi)存不足（out ofmemory）”。如果聲明的數(shù)組過(guò)小，則可能出現(xiàn)不夠用的情況。注意下標(biāo)越界的問(wèn)題。

• 4.動(dòng)態(tài)擴(kuò)容：數(shù)組需再申請(qǐng)一個(gè)更大的內(nèi)存空間，把原數(shù)組拷貝進(jìn)去，非常費(fèi)時(shí)。鏈表本身沒(méi)有大小的限制，天然地支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，使用的時(shí)候也需要考慮占用內(nèi)存的問(wèn)題。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Algorithms_基础数据结构(03)_线性表之链表_双向链表的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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