链表剖析之双向链表剖析

来源：互联网发布：西门子plm软件主要功能编辑：程序博客网时间：2024/05/29 19:21

双向链表和单链表不同的是每个节点增加了一个前驱

如图

这里我暂时不涉及到循环链表

链表节点结构如下

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace 双向链表{    public class MyDulListNode<T>    {        public MyDulListNode()        {                 }        public MyDulListNode(T elem)        {            data = elem;        }        public T data;        //双向链表的下一个节点        public MyDulListNode<T> next;        //双向链表的上一个节点        public MyDulListNode<T> prev;    }}

也就是增加了一个前驱

操作双向链表的难点就是操作他的节点查询和修改好说而增加和删除要移动的节点:稍微复杂一点，这里给出增加和删除移动节点图

这张是删除的

这张是增加的

根据图片移动节点双向链表代码如下代码依旧是用c#写的如下

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace 双向链表{    public class MyDulList<T>    {        private int count;        //双向链表的长度        public int Count        {            get { return count; }        }        //头节点 头节点只是为了获取第一个节点        MyDulListNode<T> head;        public MyDulList()        {            head = new MyDulListNode<T>();            head.next = null;            head.prev = null;        }        public MyDulList(T[] nums):this()        {            AddItem(nums);        }        /// <summary>        /// 增加一组数组到链表里        /// </summary>        /// <param name="nums"></param>        private void AddItem(T[] nums)        {            foreach (T item in nums)            {                AddObject(item);            }        }        /// <summary>        /// 把一个节点加到头节点后面        /// </summary>        /// <param name="item"></param>        private void AddObject(T item)        {            //这里给单链表开辟了表长的空间            MyDulListNode<T> p = new MyDulListNode<T>();            p.data = item;            //设置原来的父节点的子节点为 现子节点的父节点            p.next = head.next;            //第一次设置的时候p的下一个节点是null所以不用设置 第三个节点与第二个节点的prev关系            if (p.next != null)            {                //设置原来父节点的子节点的父节点为p                p.next.prev = p;   //head.next = p也OK            }                      //设置头节点的的下一个节点为p            head.next = p;            count++;        }        /// <summary>        /// 向指定的索引插入一个数据        /// </summary>        /// <param name="index">位置</param>        /// <param name="elem">数据值</param>        public void InsertElem(int index,T elem)        {            MyDulListNode<T> p = head;            int j = 0;            //可以插入到最后的位置所以索引可以等于长度            if (index < 0 || index > count)            {                throw new Exception("插入的索引超界");            }            //找到插入点的前一个            while (p != null && index > j)            {                p = p.next;                j++;            }            MyDulListNode<T> newnode = new MyDulListNode<T>(elem);            //新节点的下一个节点是旧节点的下一个节点            newnode.next = p.next;            //旧节点的下一个节点的上一个节点是新节点            newnode.next.prev = newnode;  //这里也可以写p.next            //旧节点的下一个节点是新节点            p.next = newnode;            //头节点木有前驱            if (index != 0)            {                //如果不是头节点新节点的上一个节点是旧节点                newnode.prev = p;                 }            //插入节点后链表长度加1            count++;        }        /// <summary>        /// 删除某个节点        /// </summary>        /// <param name="index"></param>        public void DeleteElem(int index)        {            MyDulListNode<T> p = head;            int j = 0;            //最后一位只能取到count-1,所以相等的时候也超界            if (index < 0 || index >= count)            {                throw new Exception("删除索引超界");            }            //获取到删除的前一个节点            while (p != null && index > j)            {                p = p.next;                j++;            }            //设置删除的节点的上一个节点与下一个节点的关系            p.next = p.next.next;            //如果删除的是最后一个节点不用设置后一个节点的前驱说            if (p.next != null)            {                p.next.prev = p;            }            //此时原来的节点已经没有引用了 会被GC自动回收            count--;        }        /// <summary>        /// 获取双向链表中指定索引的元素        /// </summary>        /// <param name="index"></param>        /// <returns></returns>        public T GetElem(int index)        {            MyDulListNode<T> p = head.next;            int j = 0;            while (p != null && index > j)            {                p = p.next;                j++;            }            if (p == null || j > index)            {                throw new Exception("超出界限");            }            return p.data;        }        /// <summary>        /// 修改双向链表中指定索引的元素的值        /// </summary>        /// <param name="index"></param>        /// <param name="elem"></param>        public void UpDateElem(int index, T elem)        {            MyDulListNode<T> p = head;            // =的情况也不行因为链表最多取到count - 1            if (index >= count)            {                throw new Exception("删除的索引超界");            }            int j = 0;            //定位要要修改的位置            while (index >= j)            {                p = p.next;                j++;            }            p.data = elem;        }        /// <summary>        /// 重载ToString输出双向链表        /// </summary>        /// <returns></returns>        public override string ToString()        {            StringBuilder sb = new StringBuilder();            MyDulListNode<T> p = head.next;            while (p != null)            {                sb.Append(p.data + " ");                p = p.next;            }            return sb.ToString();        }            }}

测试代码:

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace 双向链表{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("请输入测试数组类似5 4 3");            string[] s = Console.ReadLine().Split(' ');            int[] nums = new int[s.Length];            for (int i = 0; i < s.Length; i++)            {                nums[i] = Convert.ToInt32(s[i]);            }            //初始化的时候存的类似于 3=>4=>5            MyDulList<int> ml = new MyDulList<int>(nums);            Console.WriteLine("双向链表输出的结果是");            Console.WriteLine(ml.ToString());            Console.WriteLine("请输入插入节点的索引");            int indexInsert = int.Parse(Console.ReadLine());            Console.WriteLine("请输入插入节点的值");            int valueInsert = int.Parse(Console.ReadLine());            ml.InsertElem(indexInsert, valueInsert);            Console.WriteLine("双向链表输出的结果是");            Console.WriteLine(ml.ToString());            Console.WriteLine("请输入删除节点的索引");            int indexDel = int.Parse(Console.ReadLine());            ml.DeleteElem(indexDel);            Console.WriteLine("双向链表输出的结果是");            Console.WriteLine(ml.ToString());            Console.WriteLine("请输入你想获取的节点索引");            int index = int.Parse(Console.ReadLine());            Console.WriteLine(ml.GetElem(index));            Console.WriteLine("请输入要修改的索引");            int indexUpdate = int.Parse(Console.ReadLine());            Console.WriteLine("请输入要修改的值");            int valueUpdate = int.Parse(Console.ReadLine());            ml.UpDateElem(indexUpdate, valueUpdate);            Console.WriteLine("双向链表输出的结果是");            Console.WriteLine(ml.ToString());            Console.ReadLine();        }    }}

结果如图:

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