原文：https://blog.csdn.net/nzfxx/article/details/51728516
"雙向鏈表"-數據結構算法-之通俗易懂,完全解析
1.概念的引入
相信大家都使用過各種集合來進行開發,但是較少的人會去研究其內部的存儲原理和調用方法,今天我就來帶大家一起學習數據結構算法:雙向鏈表
首先我們先來了解什么是緩存,以及數據在內存中的存儲方式.
1.緩存是什么
如果cup讀取數據時,每次讀取都是從內存再到硬盤讀取,那么效率就太低了. 所以可以預先把數據存到內存,然后cup下次從內存讀取即可.
2.數據在內存中的存儲方式
第1種.線性
所謂線性,就是內存是連續的，舉例ArrayList或者數組: 我們知道,數組存儲數據的時候,當你申請100個大小,但是內存不足的時候就會導致內存不足而失敗,或者即使你請求到了100個,但是你只存3個數據,那么就浪費內存了 =>優點:查找數據快(好比幾個好朋友乘火車,車票都連在一起就好找了) 缺點:1,內存不足就失敗;2.浪費內存(買了10張火車票,但是只有3個人乘車,那么就浪費了7張)
第2種.鏈接
內存是鏈接的(用於解決內存不足,解決線性(上面)問題的不足),比如不連續的空間也能存數據,比如買火車票,有火車票就賣給你,要幾張賣幾張,不連續位置的也賣. =>優點:解決內存不足,解決內存浪費 缺點:找人比較慢(票不連續,不一定在一個車廂)
節點的屬性:
多個節點的內部構造:
代碼思路
一.添加節點add(Object obj)
1.Node節點屬性: prev:存放前節點(相當於地址,地址就是指針,指針就是地址) data:Object各種數據 next:存放下節點 2.定義head,rear節點,當只有一個節點,那么head和rear同指一個節點 3.節點添加的方法add(Object obj) 1.創建節點new Node(),即每加一個數據就創一個節點 2.放數據 3.把節點放入鏈表中 1.如果頭結點為空,那么頭結點和尾節點都指向該節點 2.如果頭節點不為空 1.往尾部添加 原來的next指向新節點 rear.next = note; 新節點pre指向原節點,新節點也變成尾節點 note.pre = rear (ps,有需求再設置往頭部添加) 4.toString方法[元素1,元素2,元素3] while(head!=null) if(head!=rear)append(head.data+","),***同temp代替head,否則會破壞head,影響后面的remove時head變才null了
添加節點過程圖
二.刪除節點數據remove(Object obj)
注意判斷該節點:1.是head 2.還是 rear 3.還是中間某值 1.查找數據所在節點find(Object obj) 1.從頭結點開始遍歷Note temp = head 2.while循環(temp!=null) 如果找到是數據相同就停止 判斷數據相同的兩標准 equals 和hashCode() 否則temp = temp.next,下一個 3.返回節點 2. 確實找到一個有該數據的節點if(delete!=null),然后有4種情況如果刪的是以下的 1.只有一個節點->既是頭又是尾=>頭尾都設空 2.是頭結點=>新節點變頭節點,新節點的pre變null 3.是尾節點=>新節點變尾節點,新節點的next變null 4.是其他 =>前一個節點的next=該節點的next 后一個節點的pre = 該節點的pre;
刪除節點過程圖
三.修改數據update(Object oldData,Object newData)
1.找到data所在的節點find(oldData); 2.如果找到的節點不為空,就把data變成newData.
四.容器中是否包含數據contains(Object data)
1.同理根據find(data) 2.返回 !note==null即可,不為空就是有包含
五.可以改成增強泛型版,把所有的Object改成T,就可以增強為選擇和泛型非泛型了
雙向鏈表的迭代器
直接增強for循環或者迭代就報錯,因為沒實現接口iterable,該接口是所有集合的頂級接口. 1.實現iterable 2.重寫iterator方法 1.返回new Iterator() 1.hasNext()方法 返回是否有數據 Note temp = head temp==null; 2.next()方法 1.返回temp.data 2.temp指向下一個.temp = temp.next 3.remove()方法-不改變 3.ArrayList不給在增強for循環或者迭代器中做增刪改,所以自己也可用設置,根據ArrayList的設計方法,同理,設置一個變量modCount. 1.在自己的鏈表類成員變量定義 2.在增刪改的時候++; 3.在迭代器里面設置一個標記=modCount.(此時和前面的鏈表操作后的情況值的大小相同); 4.迭代過程中,如果再做了增刪改的操作,就拋出異常. 寫在next()方法的首位,if(標記改變),也拋出concurrentMotificationExaption(不能做增刪改)
經過了詳細的過程講解,下面給出詳細代碼
3.完整代碼:
import java.util.ConcurrentModificationException; import java.util.EmptyStackException; import java.util.Iterator; public class DoubleLink<T> implements Iterable<T> { public class Note { Note prev; T data; Note next; } Note head; Note rear; public int modCount; // 默認增在后面,可相同的寫個addLast(T data); public void add(T data) { Note note = new Note(); // 加數據 note.data = data; // 無數據 if (head == null) {// 等同head == null && rear == null,head沒有那rear肯定沒有 head = note; rear = note; } // 有數據,加到后面,尾節點並變成新的節點 else { note.prev = rear; rear.next = note; rear = note; } modCount++; } public void addFirst(T data) { Note note = new Note(); note.data = data; if (head == null) { head = note; rear = note; } else { // 只改這里即可,note的前面變成null,next變成舊頭,舊頭的pre變成note,(新頭變成了note,***比別把note變成新頭要符合) note.prev = null; note.next = head; head.prev = note; head = note; } modCount++; } // 刪 public void remove(T data) { // 找到所在數據所在節點 Note delete = find(data); // 如果有該節點 if (delete != null) { // 1.只有一個節點(那么該節點的pre和next都是null),都置空 if (delete.prev == null && delete.next == null) {// 等同head==rear&&rear!=null; head = null; rear = null; } // 2.是頭 else if (delete.prev == null) { // 那么原本頭結點的下一個的pre就變成null,頭節點變成刪除節點的后一個; delete.next.prev = null; head = delete.next;// 反過來寫(delete.next=head)就不能給head賦值了,就會刪除失效 } // 3.是尾 else if (delete.next == null) { // 尾巴的前一個的next變成null,尾巴變成新的尾巴 delete.prev.next = null; rear = delete.prev;// 同理,不能反過來 } // 4.是其他 else { // 刪除的前面的next指向刪除的next delete.prev.next = delete.next; // 刪除后面的pre = 刪除的pre delete.next.prev = delete.prev; } modCount++; } } // 改 public void update(T oldData, T newData) { Note note = find(oldData); note.data = newData; modCount++; } // 查 public boolean contains(T data) { Note note = find(data); return note != null; } // 大小 public int size() { int count = 0; Note temp = head; while (temp != null) { count++; temp = temp.next; } return count; } // 獲取位置 public T get(int index) { int size = size();// 防止超出 if (index >= size) { throw new IndexOutOfBoundsException("沒有此角標"); } T data = null; // 定義成頭 Note temp = head; if (temp != null) { if (index == 0) { data = temp.data; } else { for (int i = 0; i < index; i++) {// 1的時候是第下一個,2的時候是下一個的下一個; data = temp.next.data; } } } return data; } @Override public Iterator<T> iterator() { return new Iterator<T>() { Note temp = head; int flag = modCount; @Override public boolean hasNext() {// 判斷是否有值,即判空 return temp != null; } @Override public T next() {// 返回具體數據 T data = temp.data; temp = temp.next; // 關鍵:取值后變成下一個節點 // 發現迭代的過程中有改動 if (flag != modCount) { throw new ConcurrentModificationException("迭代過程不能修改"); } return data; } @Override public void remove() { } }; } /*--------------自定義堆棧,增加一個push,和poll尾部獲取並移除--------------*/ public void push(T data) { add(data); } // 獲取並從尾部移除 public T poll() { T data = null; Note temp = rear;// 從尾部拿; if (temp != null) { data = temp.data; // 移除 if (rear.prev != null) { // 前面有節點 rear.prev.next = null; rear = rear.prev; } else { // 前面沒節點 rear = null; head = null; } } else { throw new EmptyStackException(); } return data; } private Note find(T data) { Note temp = head; while (temp != null) { // System.out.println("data = " + data);//1234 // System.out.println("temp.data = " + temp.data);//1234 // System.out.println(1234 == 1234);//true // System.out.println(temp.data == data);//false ,因為data是T泛型 // System.out.println(temp.data.equals(1234));//true // System.out.println(temp.data.equals(data));//true // 等於當前,返回當前 if (temp.data.equals(data) && temp.data.hashCode() == data.hashCode()) { // 判斷相同請用equals,發現用==有的數據居然不生效;最正規的方法是用equals+hashCode()==data.hashCode(); return temp; } else { // 否則往下找,找不到可能為空,即沒有下一個 temp = temp.next; } /* * ==操作比較的是兩個變量的值是否相等，對於引用型變量表示的是兩個變量在堆中存儲的地址是否相同，即棧中的內容是否相同。 * equals操作表示的兩個變量是否是對同一個對象的引用，即堆中的內容是否相同。**==比較的是2個對象的地址，而equals比較的是2個對象的內容。顯然， * 當equals為true時，==不一定為true； */ } return temp; } @Override public String toString() { StringBuilder ms = new StringBuilder("["); Note temp = head; while (temp != null) { if (temp != rear) { ms.append(temp.data + ","); } else { ms.append(temp.data); } temp = temp.next; } return ms + "]"; } }
下面我們通過創建測試類來測試代碼的各項功能
public class test6 { public static void main(String[] args) { Demo07_DoubleLink<Integer> dl = new Demo07_DoubleLink(); /*--------------增后add--------------*/ dl.add(123); dl.add(12345); /*--------------增前addFirst--------------*/ dl.addFirst(77); dl.addFirst(717); System.out.println(dl); /*--------------刪remvove--------------*/ dl.remove(12345); dl.remove(717); System.out.println(dl); /*--------------改update--------------*/ dl.update(77, 707); System.out.println(dl); /*--------------查contains--------------*/ System.out.println("contains 123 ? " + dl.contains(123)); /*--------------獲取大小size--------------*/ int size = dl.size(); System.out.println("size = " + size); /*--------------獲取元素get--------------*/ int i0 = dl.get(1); int i1 = dl.get(0); // int i7 = dl.get(8); System.out.println("get : " + i0); System.out.println("get : " + i1); /*--------------迭代+增強for循環--------------*/ // System.out.println("get : " + i7); // 迭代 // for (Integer i : dl) { // System.out.println(i); // } // Iterator<Integer> iterator = dl.iterator(); // while (iterator.hasNext()) { // Integer data = iterator.next(); // if (data.equals(707)) { // dl.remove(data); // } // System.out.println(data); // } /*--------------自定義堆棧--------------*/ System.out.println("----------------------自定義堆棧,並且自己加異常--------------------"); int poll = dl.poll(); System.out.println(poll); System.out.println(dl); System.out.println(dl.poll()); System.out.println(dl); } }
打印結果:
--------------------往后面添加-------------------- [123,12345] --------------------往前面增加-------------------- [717,77,123,12345] --------------------移除方法---------------------- [77,123] --------------------修改方法---------------------- [707,123] --------------------判斷是否包含方法--------------- contains 123 ? true --------------------獲取大小的方法----------------- size = 2 --------------------獲取元素---------------------- get : 123 get : 707 -------------------迭代和增強for循環-------------- -------------------自定義堆棧,並且自己加異常-------- 123 [707] 707 []
總結
以上就是雙鏈表的相關學習,大家只要記住一下幾點即可: 1.節點的3個屬性pre,data,next 2.頭節點和尾節點head,rear 3.要完成迭代,需要讓類繼承Iterable,仿制迭代過程不可修改