Java数据结构之双向链表图解 Java数据结构之双向链表图解

双向链表（Doubly linked list）什么是双向链表？
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。
双向链表与单向链表的主要区别：
查找方向：单向链表的查找方向只能是一个方向，而双向链表可以向前或者向后查找。
删除：单向链表的删除需要借助辅助指针，先找到要删除节点的前驱，然后进行删除。
temp.next = temp.next.next; (temp为辅助指针)
双向链表可以进行自我删除。
双向链表与单向链表的优劣：
优点：双链表结构比单链表结构更有优越性。
缺点：从存储结构来看，双向链表比单向链表多了一个指针，需要一个额外的、线性的内存使用量。（在32位操作系统中一个指针为4个字节，64位操作系统中一个指针为8个字节）。
双向链表的逻辑结构图解：

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双向链表的具体操作：添加：
图解：

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代码：

//添加一个节点到最后public void add(DoubleNode newNode) {DoubleNode temp = head; while (true) {if (temp.next == null) {// 当temp.next 为空时，证明temp为最后一个元素。temp.next = newNode; //temp节点的下一位指向新节点newNode.pre = temp; //新节点的前一位指向temp//这两步构成双向链表break; }else if (temp.next.ID == newNode.ID) {//ID相同证明已经存在该学生。System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID); break; }temp = temp.next; }} //按学号顺序添加节点public void Sortadd(DoubleNode newNode) {DoubleNode temp = head; while (true) {if (temp.next == null) {//说明要添加的节点序号在当前链表中最大，因此直接添加在末尾。temp.next = newNode; //temp节点的下一位指向新节点newNode.pre = temp; //新节点的前一位指向temp//这两步构成双向链表break; } else if (temp.next.ID > newNode.ID) {//当前节点的下一位节点的编号大于要添加的新节点，则证明新节点要添加在temp节点之后newNode.next = temp.next; //要添加节点的下一位指向temp当前节点的下一位temp.next.pre = newNode; //temp当前节点的下一位的前一位指向新节点构成双向链表temp.next = newNode; // 再让当前节点的下一位指向新节点newNode.pre = temp; //新节点的前一位指向当前节点temp//这样连接完成后就将新节点插入到原本链表的temp节点与temp.next节点之间break; }else if (temp.next.ID == newNode.ID) {//ID相同证明已经存在该学生。System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID); break; }temp = temp.next; }}

删除：
图解：

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代码：

//删除一个节点。//自我删除public void DoubleDelete(int id) {if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！"); return; }DoubleNode temp = head.next; while (true) {if (temp == null) {System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", id); break; } else if (temp.ID == id) {//找到要删除节点// 此时temp 就代表将要被删除节点//temp.pre.next 指当前要被删除节点的前一位的后一位// temp.next指当前要被删除节点的后一位temp.pre.next = temp.next; // （当前要被删除节点的前一位的后一位）指向（当前要被删除节点的后一位）//这样就完成了 temp节点的删除操作 // 如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针if (temp.next != null) {temp.next.pre = temp.pre; }break; }temp = temp.next; }}

修改：
侃侃：它实际上与单链表的删除是一样。
代码：

//修改链表节点public void DoubleUpdate(DoubleNode newNode) {if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！"); return; }DoubleNode temp = head.next; while (true) {if (temp == null) {break; } else if (temp.ID == newNode.ID) {//找到要修改的节点temp.name = newNode.name; temp.mark = newNode.mark; return; }temp = temp.next; }System.out.printf("要修改的%d节点不存在\n", newNode.ID); }

双向链表实例：用双向链表创建一个学生信息管理系统，完成对学生信息的添加，删除，修改操作。

package Linkedlist; //双向链表。public class DoubleLinkedListDemo {public static void main(String agrs[]) {DoubleNode stu1 = new DoubleNode(6, "张三", 99); DoubleNode stu2 = new DoubleNode(2, "李四", 99); DoubleNode stu3 = new DoubleNode(3, "王五", 99); DoubleNode stu4 = new DoubleNode(5, "王二", 99); DoubleNode stu5 = new DoubleNode(4, "小红", 99); DoubleNode stu6 = new DoubleNode(1, "小明", 99); DoubleNode stu7 = new DoubleNode(1, "小明", 99); DoubleLinkedlist doubleLinkedlist = new DoubleLinkedlist(); /* doubleLinkedlist.add(stu1); doubleLinkedlist.add(stu2); doubleLinkedlist.add(stu3); doubleLinkedlist.add(stu4); doubleLinkedlist.add(stu5); doubleLinkedlist.add(stu6); doubleLinkedlist.add(stu7); */ doubleLinkedlist.Sortadd(stu1); doubleLinkedlist.Sortadd(stu2); doubleLinkedlist.Sortadd(stu3); doubleLinkedlist.Sortadd(stu4); doubleLinkedlist.Sortadd(stu5); doubleLinkedlist.Sortadd(stu6); doubleLinkedlist.add(stu7); System.out.println("原链表展示！"); doubleLinkedlist.ShowList(); System.out.println(); doubleLinkedlist.DoubleDelete(6); doubleLinkedlist.DoubleDelete(15); System.out.println("删除后链表展示！"); doubleLinkedlist.ShowList(); System.out.println(); DoubleNode stu8 = new DoubleNode(1, "李思成", 100); DoubleNode stu9 = new DoubleNode(20, "李成", 100); doubleLinkedlist.DoubleUpdate(stu8); doubleLinkedlist.DoubleUpdate(stu9); System.out.println("修改后链表展示！"); doubleLinkedlist.ShowList(); System.out.println(); }} class DoubleLinkedlist {private DoubleNode head = new DoubleNode(0, "", 0); public DoubleNode getHead() {return head; } //添加一个节点到最后public void add(DoubleNode newNode) {DoubleNode temp = head; while (true) {if (temp.next == null) {// 当temp.next 为空时，证明temp为最后一个元素。temp.next = newNode; //temp节点的下一位指向新节点newNode.pre = temp; //新节点的前一位指向temp//这两步构成双向链表break; }else if (temp.next.ID == newNode.ID) {//ID相同证明已经存在该学生。System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID); break; }temp = temp.next; }} //按学号顺序添加节点public void Sortadd(DoubleNode newNode) {DoubleNode temp = head; while (true) {if (temp.next == null) {//说明要添加的节点序号在当前链表中最大，因此直接添加在末尾。temp.next = newNode; //temp节点的下一位指向新节点newNode.pre = temp; //新节点的前一位指向temp//这两步构成双向链表break; } else if (temp.next.ID > newNode.ID) {//当前节点的下一位节点的编号大于要添加的新节点，则证明新节点要添加在temp节点之后newNode.next = temp.next; //要添加节点的下一位指向temp当前节点的下一位temp.next.pre = newNode; //temp当前节点的下一位的前一位指向新节点构成双向链表temp.next = newNode; // 再让当前节点的下一位指向新节点newNode.pre = temp; //新节点的前一位指向当前节点temp//这样连接完成后就将新节点插入到原本链表的temp节点与temp.next节点之间break; }else if (temp.next.ID == newNode.ID) {//ID相同证明已经存在该学生。System.out.printf("要插入学号为%d的学生已经存在。\n", newNode.ID); break; }temp = temp.next; }} //删除一个节点。//自我删除public void DoubleDelete(int id) {if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！"); return; }DoubleNode temp = head.next; while (true) {if (temp == null) {System.out.printf("要删除的%d节点不存在\n", id); break; } else if (temp.ID == id) {//找到要删除节点// 此时temp 就代表将要被删除节点//temp.pre.next 指当前要被删除节点的前一位的后一位// temp.next指当前要被删除节点的后一位temp.pre.next = temp.next; // （当前要被删除节点的前一位的后一位）指向（当前要被删除节点的后一位）//这样就完成了 temp节点的删除操作 // 如果是最后一个节点，就不需要执行下面这句话，否则出现空指针if (temp.next != null) {temp.next.pre = temp.pre; }break; }temp = temp.next; }} //修改链表节点public void DoubleUpdate(DoubleNode newNode) {if (head.next == null) {System.out.println("链表为空！"); return; }DoubleNode temp = head.next; while (true) {if (temp == null) {break; } else if (temp.ID == newNode.ID) {//找到要修改的节点temp.name = newNode.name; temp.mark = newNode.mark; return; }temp = temp.next; }System.out.printf("要修改的%d节点不存在\n", newNode.ID); } public void ShowList() {// 判断链表是否为空if (head.next == null) {System.out.println("链表为空"); return; }// 因为头节点，不能动，因此我们需要一个辅助变量来遍历DoubleNode temp = head.next; while (true) {// 判断是否到链表最后if (temp == null) {break; }System.out.println(temp); // 输出节点的信息temp = temp.next; }}} class DoubleNode {public int ID; // 编号。public String name; public int mark; public DoubleNode next; public DoubleNode pre; // 前一个（Previous） public DoubleNode(int ID, String name, int mark) {this.ID = ID; this.name = name; this.mark = mark; } @Overridepublic String toString() {return "DoubleNode{" + "ID=" + ID + ", name='" + name + '\'' + "mark=" + mark + '}'; }}

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