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如何在Java中实现双向链表的插入、删除和遍历操作?

发布时间:2023-07-01 10:22:32

双向链表是一种常见的数据结构,它具有每个节点都有指向前后节点的指针。在Java中,我们可以使用类来实现双向链表。

要实现双向链表,我们首先需要定义节点类。每个节点都有一个值和两个指针:一个指向前一个节点,一个指向后一个节点。这里是一个例子:

class Node {
    int value;
    Node prev;
    Node next;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }
}

接下来,我们需要定义一个双向链表类,它包含插入、删除和遍历操作的方法。这里是一个例子:

class DoublyLinkedList {
    Node head;
    Node tail;

    // 在链表最后插入节点
    public void append(int value) {
        Node newNode = new Node(value);
        if (head == null) {  // 如果链表为空,将头和尾都指向新节点
            head = newNode;
            tail = newNode;
        } else {
            newNode.prev = tail;  // 将新节点指向当前尾节点
            tail.next = newNode;  // 将当前尾结点指向新节点
            tail = newNode;       // 更新尾节点为新节点
        }
    }

    // 在链表某个位置插入节点
    public void insert(int value, int position) {
        Node newNode = new Node(value);
        if (position == 0) {  // 如果在链表头插入新节点
            newNode.next = head;
            head.prev = newNode;
            head = newNode;
        } else {
            Node current = head;
            int index = 0;
            while (index < position - 1) {  // 找到要插入位置的前一个节点
                current = current.next;
                index++;
            }
            newNode.next = current.next;     // 将新节点指向当前位置节点的后一个节点
            newNode.prev = current;          // 将新节点指向当前位置节点
            current.next.prev = newNode;     // 将当前位置节点的后一个节点指向新节点
            current.next = newNode;          // 将当前位置节点指向新节点
        }
    }

    // 删除链表某个位置的节点
    public void delete(int position) {
        if (position == 0) {  // 如果删除链表头节点
            head = head.next;
            head.prev = null;
        } else {
            Node current = head;
            int index = 0;
            while (index < position) {  // 找到要删除位置的节点
                current = current.next;
                index++;
            }
            current.prev.next = current.next;  // 将删除位置的前一个节点指向删除位置的后一个节点
            if (current.next != null) {
                current.next.prev = current.prev;  // 将删除位置的后一个节点指向删除位置的前一个节点
            } else {
                tail = current.prev;  // 更新尾节点
            }
        }
    }

    // 遍历链表并打印所有节点的值
    public void traverse() {
        Node current = head;
        while (current != null) {
            System.out.print(current.value + " ");
            current = current.next;
        }
        System.out.println();
    }
}

现在,我们可以使用这个双向链表类进行插入、删除和遍历操作。这里是一个示例:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        DoublyLinkedList list = new DoublyLinkedList();

        list.append(1);  // 在链表最后插入节点
        list.append(2);
        list.append(3);

        list.insert(4, 1);  // 在链表某个位置插入节点

        list.delete(2);     // 删除链表某个位置的节点

        list.traverse();    // 遍历链表并打印所有节点的值
    }
}

运行这个程序,输出将会是:1 4 3,这是因为插入操作在第2个位置后面插入了一个值为4的节点,并且删除了第3个位置的节点。

这就是在Java中实现双向链表的插入、删除和遍历操作的方法。双向链表的优点是可以在常量时间内(O(1))执行插入和删除操作,但需要额外的内存空间来存储指针。