数据结构之双向链表（java版）

记得在一个公司面试上有一道题，写一个双向链表，包含链表的基本操作，插入，删除，获取长度等操作，由于时间匆忙，代码写的比较乱，连自己都没眼看了，后来细想自己从来都没有细心的写过数据结构，总觉得只要原理明白了就万事大吉了，事实证明，理论和实践还是有很大差距的。
水平有限，如果有错误，还请不吝赐教

定义一个内部类Node用于存储节点元素

class Node {
     private Node previous;//前驱节点
     private Node next;//后继节点
     private E e;//泛型元素值
     public Node(Node previous, Node next, E e) {
         this.previous = previous;
         this.next = next;
         this.e = e;
    }

双向链表的关键在于节点指针的转移

下面以removeElement(E value)为例简单介绍

    public void removeElement(E value){
        Node index=this.first;//创建index节点指向first节点
        while(index!=null){
            if(index.e==value)break;
            index=index.next;
        }//while循环用于遍历整个链表来获取指向要删除的节点指针
        index.previous.next=index.next;
        index.next.previous=index.previous;
        length--;
    }

index.previous表示要删除节点的前驱节点
index.previous.next=index.next;意思是将前驱节点的后项指针指向要删除节点的后继节点

同理index.next表示要删除节点的后继节点
index.next.previous=index.previous;意思是将后继节点的前向指针指向要删除节点的前驱节点
可能有点绕，简单画个链表结构图就可以很明了了

insertNext(E baseElement,E value)和insertPrevious(E baseElement,E value)同理，这里不再赘述

DoubleLinkedList包含两个节点指针（伪指针，java中没有指针的概念）first和last，分别指向链表的第一个元素和最后一个元素

整体代码

public class DoubleLinkedList<E> {
    private Node first;//指向第一个元素
    private Node last;//指向最后一个元素
    private int length=0;//链表长度
    class Node {
        private Node previous;
        private Node next;
        private E e;

        public Node(Node previous, Node next, E e) {
            this.previous = previous;
            this.next = next;
            this.e = e;
        }
    }
    /***
     * 向头节点添加元素，节点结构对外应该是不可见的，所以这里只传递一个泛型的值e
     */
    public void addFirst(E e) {
        if (first == null) {//链表为空判断
            Node node = new Node(null, null, e);//创建一个新的节点，前驱和后继都为空
            this.first = node;
            this.last=node;//将first和last指针指向链表的第一个元素
            length++;//链表长度自增一，下同
        }else{
            Node node=new Node(null,first,e);//链表不为空创建一个前驱为空，后继为当前first节点的节点，值为传入的参数e
            this.first.previous=node;//当前first的前驱设置为node
            this.first=node;//将first指针指向新节点
            length++;
        }
    }
/***
*addLast同addFirst
*/
    public void addLast(E e) {
        if (last == null) {
            Node node = new Node(null, null, e);
            this.first = node;
            this.last=node;
            length++;
        }else{
            Node node=new Node(last,null,e);
            this.last.next=node;
            this.last=node;
            length++;
        }
    }
    public void insertPrevious(E baseElement,E value){
        Node index=this.first;
        while(index!=null){
            if(index.e==baseElement)break;
            index=index.next;
        }
        Node insertValue=new Node(index.previous,index,value);
        index.previous.next=insertValue;
        index.previous=insertValue;
        length++;
    }
    public void insertNext(E baseElement,E value){
        Node index=this.first;
        while(index!=null){
            if(index.e==baseElement)break;
            index=index.next;
        }
        Node insertValue=new Node(index,index.next,value);
        index.next.previous=insertValue;
        index.next=insertValue;
        length++;
    }
    public void removeElement(E value){
        Node index=this.first;
        while(index!=null){
            if(index.e==value)break;
            index=index.next;
        }
        index.previous.next=index.next;
        index.next.previous=index.previous;
        length--;
    }
    public int getLength(){
        return length;
    }
    @Override
    public String toString() {
        StringBuffer sb=new StringBuffer();
        Node current=this.first;
        while(current!=null){
            sb.append(current.e+"->");
            current=current.next;
        }
        return sb.toString();
    }
    public static void main(String[] args) {
        DoubleLinkedList<String> list=new DoubleLinkedList<>();
        list.addLast("value1");
        list.addLast("value2");
        list.addLast("value3");
        list.addLast("value4");
        list.addFirst("value0");
        list.insertPrevious("value3","insertValue");
        list.insertNext("value3","insertValue2");
        System.out.println(list.toString());
        System.out.println("链表的长度是"+list.getLength());
        list.removeElement("value3");
        System.out.println(list.toString());
        System.out.println("链表的长度是"+list.getLength());
    }
}

如果不太了解双向链表的结构可以在纸上画出每个Node以及指向关系