目录
一、双向链表概述
二、模拟实现双向链表
1、头插法插入元素
2、尾插法插入元素
3、在指定位置插入元素
4、查询双向链表中是否包含key
5、删除第一次出现关键字为key的结点
6、删除所有值为key的结点
7、求双向链表的长度
8、遍历双向链表
9、清空双向链表
三、双向链表的常用方法
1、双向链表的构造方法
2、双向链表的其他常用方法
四、顺序表和链表的区别
一、双向链表概述
双向链表也是线性结构，但是与单链表相比，不仅有next指针指向下一个结点，还有prev指针指向前一个结点，在双向链表中，除了head指向首元结点之外，还有last指向双向链表的最后一个结点。
static class LinkedNode{
public int val;
public LinkedNode next;
public LinkedNode prev;
public LinkedNode(int val){
this.val=val;
}
}
public LinkedNode head;
public LinkedNode last;二、模拟实现双向链表
1、头插法插入元素
由于双向链表有prev指针，所以与单链表的头插法有所不同，此处需要考虑当链表为空时，就将head指向新插入的结点，同时last也指向该结点，当链表不为空时，就将新插入结点的next指向head，head的pre指向新插入的结点，并且head也指向新插入的结点。
//头插法
public void addFirst(int data){
LinkedNode linkedNode = new LinkedNode(data);
if(head==null){
head=linkedNode;
last=head;
}else{
linkedNode.next=head;
head.prev=linkedNode;
head=linkedNode;
}
}2、尾插法插入元素
单链表尾插法在插入元素时需要遍历链表找到尾结点，但是在双向链表中有last指针指向尾结点，就将新插入的结点的pre指向last，last的next指向新插入的结点，同时last指向新插入的结点，尾插法也要考虑链表为空的情况，链表为空的操作与头插法插入结点类似。
//尾插法
public void addLast(int data) {
LinkedNode linkedNode = new LinkedNode(data);
if(head==null){
head=linkedNode;
last=head;
}else{
last.next=linkedNode;
linkedNode.prev=last;
last=linkedNode;
}
}3、在指定位置插入元素
在指定位置插入元素时，首先要判断位置的合法性，其次当插入位置为0时，则直接使用头插法，当插入位置为链表长度时则使用尾插法，其余正常情况就遍历到指定位置的结点p，那么就相当于在p之前插入一个结点，设新插入的结点为s，则:
p.prev.next=s;
s.prev=p.prev;
p.prev=s;
s.next=p;
//指定位置插入,第一个数据节点为0号下标
public boolean addIndex(int index,int data) {
if(index<0||index>size()){
System.out.println("插入位置不合法");
}else if(index==0){
addFirst(data);
}else if(index==size()){
addLast(data);
}else{
int len=0;
LinkedNode cur=head;
while(len!=index){
len++;
cur=cur.next;
}
LinkedNode s=new LinkedNode(data);
cur.prev.next=s;
s.prev=cur.prev;
cur.prev=s;
s.next=cur;
}
return false;
}4、查询双向链表中是否包含key
这个方法与单链表也类似，需要遍历链表，来查看是否包含key值。
//查找是否包含关键字key是否在双向链表当中
public boolean contains(int key) {
LinkedNode cur=head;
while(cur!=null){
if(cur.val==key){
return true;
}
cur=cur.next;
}
return false;
}5、删除第一次出现关键字为key的结点
首先判断链表中是否包含key，如果包含key则找到该结点s，由于双向链表中包含两个指针，所以在删除该结点时，需要:s.pre.next=s.next;s.next.pre=s.pre;也需要考虑特殊情况，当删除的结点是首元结点则就需要：s.next.prev=null; head=head.next; 如果要删除的结点是尾结点，则就需要：s.prev.next=null,last=s.prev;
//删除第一次出现关键字为key的结点
public void remove(int key) {
if(!contains(key)){
return;
}else if(head.val==key){
head.next.prev=head.prev;
head=head.next;
}else if(last.val==key){
last.prev.next=null;
last=last.prev;
}else{
LinkedNode cur=head;
while(cur!=null){
if(cur.val==key){
cur.next.prev=cur.prev;
cur.prev.next=cur.next;
return;
}
cur=cur.next;
}
}
}6、删除所有值为key的结点
该方法只需在删除第一次出现key的结点的方法中的while循环中去掉return即可，这样就会在while循环中删除所有值为key的结点。
//删除所有值为key的结点
public void removeAllKey(int key) {
if(!contains(key)){
return;
}else if(head.val==key){
head.next.prev=head.prev;
head=head.next;
}else if(last.val==key){
last.prev.next=null;
last=last.prev;
}else{
LinkedNode cur=head;
while(cur!=null){
if(cur.val==key){
cur.next.prev=cur.prev;
cur.prev.next=cur.next;
}
cur=cur.next;
}
}
}7、求双向链表的长度
此处求双向链表长度与单链表相似，定义一个变量len，逐步遍历链表，得到链表长度。
//得到双向链表的长度
public static int size() {
int len=0;
LinkedNode cur=head;
while(cur!=null){
len++;
cur=cur.next;
}
return len;
}8、遍历双向链表
与单链表遍历方法类似。
public void display() {
LinkedNode cur=head;
while(cur!=null){
System.out.print(cur.val+" ");
cur=cur.next;
}
System.out.println();
}9、清空双向链表
双向链表由于既有前驱指针，又有后继指针，所以需要将链表的所有元素都置为null，并且将last和head也置为null。
//清空双向链表
public void clear() {
LinkedNode cur=head;
while(cur!=null){
LinkedNode nextNode=cur.next;
cur.val=0;
cur.prev=null;
cur.next=null;
cur=nextNode;
}
head=null;
last=null;
}三、双向链表的常用方法
1、双向链表的构造方法
LinkedList():表示无参构造方法。
LinkedList(Collection <? extends E> c):构造方法中的参数表示可以传实现了Collection接口的并且其泛型是E的子类。例如：
ArrayList<String> arrayList=new ArrayList<>();
LinkedList<String> list=new LinkedList<>(arrayList);2、双向链表的其他常用方法
在双向链表中除了模拟实现的方法，还有以下的常用方法：
四、顺序表和链表的区别
- 在存储空间上，顺序表要求有一段连续的存储空间，并且在容量不足的情况下需要扩容，但是链表靠指针相连，只是在逻辑上连续，存储空间不要求连续，元素之间靠指针进行相连，不存在扩容问题。
- 在用下标频繁访问元素时，顺序表的时间复杂度为O(1)，但链表需要进行遍历，时间复杂度为O(n),所以顺序表比较适合利用下标进行随机访问的情况。
- 在进行插入元素和删除元素时，顺序表需要移动整个表，但链表只需要修改指针的指向即可，所以链表比较适合频繁进行插入元素和删除元素的情况。
