雙鏈表,這回徹底搞dong了

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前言

前面有很詳細的講過線性表(順序表和鏈表)，當時講的鏈表以單鏈表為主，但實際上在實際應用中雙鏈表的應用多一些就比如LinkedList。

雙鏈表與單鏈表區(qū)別

邏輯上它們均是線性表的鏈式實現(xiàn)，主要的區(qū)別是節(jié)點結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造有所區(qū)別，這個區(qū)別從而引起操作的一些差異。
單鏈表：

單鏈表的一個節(jié)點，有儲存數(shù)據(jù)的data，還有后驅(qū)節(jié)點next(指針)。也就是這個單鏈表想要一些遍歷的操作都得通過前節(jié)點—>后節(jié)點。

雙鏈表：

雙鏈表的一個節(jié)點，有存儲數(shù)據(jù)的data,也有后驅(qū)節(jié)點next(指針)，這和單鏈表是一樣的，但它還有一個前驅(qū)節(jié)點pre(指針)。

雙鏈表結(jié)構(gòu)的設(shè)計

上文講單鏈表的時候，我們當時設(shè)計的是一個帶頭結(jié)點的鏈表就錯過了不帶頭結(jié)點操作方式，這里雙鏈表咱們就不帶頭結(jié)點設(shè)計實現(xiàn)。并且上文單鏈表實現(xiàn)的時候是沒有尾指針tail的，在這里我們設(shè)計的雙鏈表帶尾指針。

所以我們構(gòu)造的這個雙鏈表是：不帶頭節(jié)點、帶尾指針(tail)、雙向鏈表。

對于node節(jié)點：

class?node<T>?{
??T?data;
????node<T>?pre;
????node<T>?next;

????public?node()?{
????}

????public?node(T?data)?{
????????this.data?=?data;
????}
}

對于鏈表：

public?class?doubleList<T>?{
??private?node<T>?head;//?頭節(jié)點
????private?node<T>?tail;//?尾節(jié)點
????private?int?length;
????//各種方法????
}

具體操作分析

對于一個鏈表主要的操作還是增刪。增刪的話不光需要考慮鏈表是否帶頭節(jié)點，還有頭插、尾插、中間插等多種插入刪除形式，其中的一些細節(jié)處理也是比較重要的(防止鏈表崩掉出錯)，如果你對這塊理解不夠深入很容易寫錯也很難排查出來。當然，鏈表的查找、按位修改操作相比增刪操作還是容易很多。

初始化

雙鏈表在最初的時候頭指針指向為null。那么對于這個不帶頭節(jié)點的雙鏈表而言。它的head始終指向第一個真實有效的節(jié)點。tail也指向最后一個有效的節(jié)點。在最初的時候head=null，并且tail=head，此時鏈表為空，等待節(jié)點插入。

public?doubleList()?{
????head?=?null;
????tail?=?head;
????length?=?0;
????}

插入

空鏈表插入

• 對于空鏈表來說。增加第一個元素可以特殊考慮。因為在鏈表為空的時候head和tail均為null。但head和tail又需要實實在在指向鏈表中的真實數(shù)據(jù)(帶頭指針就不需要考慮)。所以這時候就新建一個node讓head、tail等于它。

node<T>?teamNode?=?new?node(data);
if?(isEmpty())?{
????head?=?teamNode;
????tail?=?teamNode;????
}

頭插

對于頭插入來說。步驟很簡單，只需考慮head節(jié)點的變化。

1. 新建插入節(jié)點node

2. head前驅(qū)指向node

3. node后驅(qū)指向head

4. head指向node。(這時候head只是表示第二個節(jié)點，而head需要表示第一個節(jié)點故改變指向)

尾插：

對于尾插入來說。只需考慮尾節(jié)點tail節(jié)點的變化。

1. 新建插入節(jié)點node

2. node前驅(qū)指向tail

3. tail后驅(qū)指向node

4. tail指向node。(這時候tail只是表示倒數(shù)第二個節(jié)點，而tail需要表示最后節(jié)點故指向node)

按編號插入

對于編號插入來說。要考慮查找和插入兩步，而插入既和head無關(guān)也和tail無關(guān)。

1 新建插入節(jié)點node

2 找到欲插入node的前一個節(jié)點preNode。和后一個節(jié)點nextNode

3?node后驅(qū)指向nextNode,nextNode前驅(qū)指向node(此時node和后面與鏈表已經(jīng)聯(lián)立，但是和前面處理分離狀態(tài))

4?preNode后驅(qū)指向node。node前驅(qū)指向preNode(此時插入完整操作完畢)

整個流程的動態(tài)圖為：

刪除

只有單個節(jié)點刪除

無論頭刪還是尾刪，遇到單節(jié)點刪除的需要將鏈表從新初始化！

if?(length?==?1)//?只有一個元素
{
????head?=?null;
????tail?=?head;
????length--;
}

頭刪除

頭刪除需要注意的就是刪除不為空時候頭刪除只和head節(jié)點有關(guān)

流程大致分為：

1 head節(jié)點的后驅(qū)節(jié)點的前指針pre改為null。(head后面節(jié)點本指向head但是要刪除第一個先讓后面那個和head斷絕關(guān)系)

2 head節(jié)點指向head.next(這樣head就指向我們需要的第一個節(jié)點了，前面節(jié)點就被刪除成功，如果有c++等語言第一個被孤立的節(jié)點刪除釋放即可，但Java會自動釋放)

尾刪除

尾刪除需要注意的就是刪除不為空時候尾刪除只和tail節(jié)點有關(guān)。記得在普通鏈表中，我們刪除尾節(jié)點需要找到尾節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點。需要遍歷整個表，而雙向鏈表可以直接從尾節(jié)點遍歷到前面。

尾刪除就是刪除雙向鏈表中的最后一個節(jié)點，也就是尾指針所指向的那個節(jié)點，思想和頭刪除的思想一致，具體步驟為：

1. tail.pre.next=null尾節(jié)點的前一個節(jié)點(pre)的后驅(qū)節(jié)點等于null

2. tail=tail.pre尾節(jié)點指向它的前驅(qū)節(jié)點，此時尾節(jié)點由于步驟1next已經(jīng)為null。完成刪除

   
   

普通刪除

普通刪除需要重點掌握，普通刪除要妥善處理好待刪除節(jié)點的前后關(guān)系，具體流程如下：

1：找到待刪除節(jié)點node的前驅(qū)節(jié)點prenode(prenode.next是要刪除的節(jié)點)

2 :?prenode.next.next.pre=prenode.（將待刪除node的后驅(qū)節(jié)點aftnode的pre指針指向prenode，等價于aftnode.pre=prenode）

3:?prenode.next=prenode.next.next;此時node被跳過成功刪除。

完成刪除整個流程的動態(tài)圖為：

實現(xiàn)與測試

通過上面的思路簡單的實現(xiàn)一下雙鏈表，當然有些地方命名不太規(guī)范，實現(xiàn)效率有待提升，主要目的還是帶著大家理解。

代碼(代碼以圖片方式貼出，如需源碼可閱讀原文或者加我好友發(fā)你)：

測試：

結(jié)語

在插入刪除的步驟，很多人可能因為繁瑣的過程而弄不明白，但實際上這個操作的寫法可能是多樣的，但本質(zhì)操作都是一致的，所以看到其他不同版本有差距也是正常的。

還有很多人可能對一堆next.next搞不清楚，那我教你一個技巧，如果在等號右側(cè)，那么它表示一個節(jié)點，如果在等號左側(cè)，那么除了最后一個.next其他的表示節(jié)點。例如node.next.next.next可以看成(node.next.next).next。

在做數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法鏈表相關(guān)題的時候，不同題可能給不同節(jié)點去完成插入、刪除操作。這種情況操作時候要謹慎先后順序防止破壞鏈表結(jié)構(gòu)。

代碼操作可能有些優(yōu)化空間，還請各位大佬指正！如有收獲還請點贊、在看、分享支持一下！

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