自己实现集合框架(十):双链表的实现

一. 双链表的数据结构

1. 什么是双链表?

双链表是针对于单链表而言的，我们知道，单链表的每个节点有两个域，一个是数据域，存储元素结点的数据，一个是

next

链域，存储该结点后继元素的地址。双链表的每个结点有三个域，一个数据域，存储元素结点的数据，两个链域，分别指向它的前驱结点和后继结点，单个结点结构示意图如下所示:


双链表的结构如下图所示：

2. 为什么要使用双链表?

在单链表中，每个结点只有一个指向其后继结点的链。如果要查找某个结点的前驱结点，需要从链表的头结点开始沿着链表方向逐个遍历，操作效率很低，所以这个时候我们需要使用双链表。

二.双链表的实现

双链表比单链表在结点的数据结构上增加一个指向前驱结点的链，使得某个结点能够直接获取它的前驱结点和后继结点，双链表能够沿着前后两个方向进行遍历，这给链表的操作带来了很大的便利。双链表判断是否为空，遍历等操作和单链表比较类似，下面不再重复讨论，可以参考前面的文章自己实现集合框架(四):单链表的实现，下面主要讨论双链表的插入和删除操作。

1.定义双链表节点类

双链表节点类

DoubleLinkNode

的定义如下所示：

代码解释：

成员变量

data

保存当前结点的数据元素，

prev

指向前驱结点，

next

指向后继结点。

2.定义双链表类

双链表类

DoubleLinkedList

的定义如下,

head

成员变量表示双链表的头结点。

代码解释：

双链表

DoubleLinkedList

类实现接口

LList

,所以必须实现该接口的相关方法,具体实现在下面讲解。

3. 双链表的插入

对双链表进行插入操作非常方便,只需要改变节点间的链接关系即可,不需要移动元素。代码如下：



代码解释：
设

p

指向双链表的某一个结点，在

p

结点之前插入

q

结点的示意图如下所示：


在

p

结点之前插入

q

结点的语句如下所示：

DoubleLinkNode q = new DoubleLinkNode(element);
q.prev = p.prev;
q.next = p;
p.prev.next = q;
p.prev = q;

4. 双链表的删除

在单链表中删除节点只需要改变某些链接,不需要移动节点数据元素，代码如下所示：

代码解释：

设

p

指向双链表中的某个结点，删除

p

指向的结点示意图如下所示：


删除

p

指向的结点的执行语句如下所示：

p.prev.next = p.next;
if (p.next != null) {
p.next.prev = p.prev;
}

5. 清空双链表

代码如下所示：

6. 重写toString()方法

代码如下所示：

三.测试

测试代码如下所示：

运行效果如下图所示：

四.源代码示例