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1. 接口的实现

2. 动手实现双链表

2.1 重写SeqList接口方法

2.2 在当前链表尾部添加节点（尾插）

2.3 在当前链表头部添加节点（头插）

2.4 检验index是否合法

2.5 在 第index位置添加节点（任意位置）

2.6  删除第index个节点

2.7 删除第一个值element的节点

2.8 删除所有值element的节点

2.9 修改第index个节点的值为element

2.10 获取第index个节点的值

2.11 判断链表中是否存在element

2.12  获取element在链表中的位置

2.13 打印链表

2.14  获取链表长度以及清空链表

3. DoubleLinkedList整体实现

3.1 DoubleLinkedList类

3.2 Test类

3.3 测试结果

LinkedList的底层是双向链表结构，由于链表没有将元素存储在连续的空间中，元素存储在单独的节点中，然后通过引用将节点连接起来了，因此在在任意位置插入或者删除元素时，不需要搬移元素，效率比较高。

1. 接口的实现

（这个接口在前面的单链表，动态数组中也可以用到）

public interface SeqList {//    尾插void add(E element);//    将 element 插入到 index 位置void add(int index,E element);//    删除 index 位置元素<返回删除的值E removeByIndex(int index);//    删除第一个值element的元素void removeByValue(E element);//    删除所有值element的元素void removeAllValue(E element);//    将下标 index 位置元素设置为 element，返回替换前的值E set(int index,E element);E get(int index);//    判断 o 是否在其中boolean contains(E element);int indexOf(E element);int size();void clear();
}

2. 动手实现双链表

2.1 重写SeqList接口方法

定义双向链表类，实现SeqList方法，重写同String方法。

（Alt + insert 快速实现方法重写）

package seqlist.link;import seqlist.SeqList;public class DoubleLinkedList implements SeqList {private DoubleNode head;//头节点private DoubleNode tail;//尾节点private int size; // 车厢节点个数，保存的元素个数//车厢类的定义，车厢作为火车的内部类,对外部完全隐藏private class DoubleNode {E val;//保存的元素DoubleNode prev;DoubleNode next;DoubleNode(E val) {this.val = val;}public DoubleNode(E val, DoubleNode prev, DoubleNode next) {this.val = val;this.prev = prev;this.next = next;}}public void addFrist(E val){ }@Overridepublic void add(E element) { }@Overridepublic void add(int index, E element) { }@Overridepublic E removeByIndex(int index) { }@Overridepublic void removeByValue(E element) { }@Overridepublic void removeAllValue(E element) { }@Overridepublic E set(int index, E element) { }public boolean rangeCheck(int index){ }@Overridepublic E get(int index) { }@Overridepublic boolean contains(E element) { }@Overridepublic int indexOf(E element) { }@Overridepublic int size() { }@Overridepublic void clear() { }@Overridepublic String toString() { }
}

2.2 在当前链表尾部添加节点（尾插）

（1）size++

（2）如果链表为空，这个新插入的节点就是头节点

（3）链表不为空，将当前链表的尾节点的next指向新节点，新节点的前驱prev指向尾节点

（4）更新当新节点为尾节点

public void add(E element) {DoubleNode node = new DoubleNode(element);size ++;if (head == null){head = node;}else {node.prev = tail;tail.next = node;}tail = node;}

2.3 在当前链表头部添加节点（头插）

这里头插不是重写方法！（因为前面的动态数组没又头插这一说法，所以这个方法就不放在接口里了）

（1）size++

（2）如果链表尾空，那么新节点就是头节点和尾节点

（3）链表不为空，将新节点的next指向head，head的前驱prev指向新节点

（4）更新新节点为头节点head

public void addFirst(E element) {DoubleNode node = new DoubleNode(element);size ++;if(head == null){tail = node;}else {node.next = head;head.prev = node;}head = node;}

2.4 检验index是否合法

 private boolean rangeCheck(int index) {if (index < 0 ||index >= size) {return false;}return true;}

2.5 在 第index位置添加节点（任意位置）

（1）判断index是否合法，不合法退出 （2）判断是不是头插或者尾插，调用相应的方法添加后退出 （3）调用node方法index位置节点的找到前驱prev，将prev.next作为后继节点node方法判断index是比较靠近head就从前往后遍历，比较靠近tail就从后往前遍历，使代码效率更高 （4）节点链接，先连左边区域，再连右边区域 （5）size++ 

DoubleNode node = new DoubleNode(element,prev,next); 看前面的构造函数，这时候已经将node.prev = prev，node.next = next

    public void add(int index, E element) {if (index < 0 || index > size){throw new IllegalArgumentException("add index illegal");}if(head == null){addFirst(element);return;}if(index == size){add(element);return;}DoubleNode prev = node(index - 1);DoubleNode next = prev.next;DoubleNode node = new DoubleNode(element,prev,next);// 先处理左边区域prev.next = node;// 再处理右半区域next.prev = node;size ++;}// 根据传入索引与中间位置的关系，决定到底从前向后寻找节点还是从后向前寻找节点// 内部使用的工具方法private DoubleNode node(int index){if (index < (size>>1)){DoubleNode ret = head;for (int i = 0; i < index; i++) {ret = ret.next;}return ret;}else {DoubleNode ret = tail;for (int i = size -1; i > index; i--) {ret = ret.prev;}return ret;}}

2.6  删除第index个节点

（1）判断index是否合法，不合法退出

（2）调用node方法找到待删除节点

（3）调用unlink(node)方法进行删除，将node的前驱prev和后继next连接，将node的prev和next置空null，再size--。（前驱prev为空时，node是头节点，将新的头节点设为node的下一个节点next；后继next为空时node为尾节点，将node的前驱prev设尾节点）

（4）返回被删除节点的值

public E removeByIndex(int index) {if (!rangeCheck(index)){throw new IllegalArgumentException("removeByIndex index illegal");}DoubleNode node = node(index);unlink(node);return node.val;}private void unlink(DoubleNode node){DoubleNode prev =node.prev;DoubleNode next = node.next;// 先处理左半区域if(prev == null){this.head = next;}else {node.next = null;prev.next = next;}// 在处理右半区域if(next == null){this.tail = prev;}else {node.next = null;next.prev = prev;}size--;}

2.7 删除第一个值element的节点

遍历链表，在链表中找到与element值相等的节点，调用unlink(node)方法进行删除

    public void removeByValue(E element) {DoubleNode node = head;for (int i = 0; i < size; i++) {if (node.val.equals(element)){unlink(node);return;}node = node.next;}}

2.8 删除所有值element的节点

（1）遍历链表，在链表中找到与element值相等的节点，调用unlink(node)方法进行删除

（2）链表有多长就要遍历几次，以防有的节点没有被遍历（此时，每当进行一次删除，size就会减一，直接用size遍历可能导致某些节点漏掉了，因此用length保存初始的size值）

public void removeAllValue(E element) {DoubleNode node = head;// 因为每次unlink之后都会修改size的值，但是删除所有元素，// 要把所有链表节点全部遍历一遍int length = this.size;for (int i = 0; i < length; i++) {DoubleNode next = node.next;if (node.val.equals(element)) {unlink(node);}node = next;}}

2.9 修改第index个节点的值为element

（1）判断index是否合法，不合法退出

（2）调用node方法找到该节点

（3）保存原来节点的值

（4）修改该节点的值

（5）返回原来节点的值

    public E set(int index, E element) {if(!rangeCheck(index)){throw new IllegalArgumentException("set index illeagal");}DoubleNode node = node(index);E oldVal = node.val;node.val = element;return oldVal;}

2.10 获取第index个节点的值

（1）判断index是否合法，不合法退出

（2）调用node方法找到该节点并返回

public E get(int index) {if (!rangeCheck(index)) {throw new IllegalArgumentException("get index illegal!");}return node(index).val;}

2.11 判断链表中是否存在element

public boolean contains(E element) {DoubleNode node = head;while (node.next != null){if (node.val.equals(element)){return true;}node = node.next;}return false;}

2.12  获取element在链表中的位置

public int indexOf(E element) {DoubleNode node = head;int i = 0;while (node.next != null){if (node.val.equals(element)){return i;}i ++;node = node.next;}return -1;}

2.13 打印链表

public String toString() {StringBuilder sb = new StringBuilder();for(DoubleNode x = head; x != null; x = x.next){sb.append(x.val);sb.append("->");if(x.next == null){// 此时temp走到了尾结点sb.append("NULL");}}return sb.toString();}

2.14  获取链表长度以及清空链表

    public int size() {return size;}@Overridepublic void clear() {while (head.next != null){DoubleNode node = head.next;head.next =null;head.prev = null;head = node;}head = null;size = 0;}

3. DoubleLinkedList整体实现

3.1 DoubleLinkedList类

public class DoubleLinkedList implements SeqList {private DoubleNode head;//头节点private DoubleNode tail;//尾节点private int size; // 车厢节点个数，保存的元素个数//车厢类的定义，车厢作为火车的内部类,对外部完全隐藏private class DoubleNode {E val;//保存的元素DoubleNode prev;DoubleNode next;DoubleNode(E val) {this.val = val;}public DoubleNode(E val, DoubleNode prev, DoubleNode next) {this.val = val;this.prev = prev;this.next = next;}}//    w尾插@Overridepublic void add(E element) {DoubleNode node = new DoubleNode(element);size ++;if (head == null){head = node;}else {node.prev = tail;tail.next = node;}tail = node;}public void addFirst(E element) {DoubleNode node = new DoubleNode(element);size ++;if(head == null){tail = node;}else {node.next = head;head.prev = node;}head = node;}@Overridepublic void add(int index, E element) {if (index < 0 || index > size){throw new IllegalArgumentException("add index illegal");}if(head == null){addFirst(element);return;}if(index == size){add(element);return;}DoubleNode prev = node(index - 1);DoubleNode next = prev.next;DoubleNode node = new DoubleNode(element,prev,next);// 先处理左边区域prev.next = node;// 再处理右半区域next.prev = node;size ++;}// 根据传入索引与中间位置的关系，决定到底从前向后寻找节点还是从后向前寻找节点// 内部使用的工具方法private DoubleNode node(int index){if (index < (size>>1)){DoubleNode ret = head;for (int i = 0; i < index; i++) {ret = ret.next;}return ret;}else {DoubleNode ret = tail;for (int i = size -1; i > index; i--) {ret = ret.prev;}return ret;}}@Overridepublic E removeByIndex(int index) {if (!rangeCheck(index)){throw new IllegalArgumentException("removeByIndex index illegal");}DoubleNode node = node(index);unlink(node);return node.val;}@Overridepublic void removeByValue(E element) {DoubleNode node = head;for (int i = 0; i < size; i++) {if (node.val.equals(element)){unlink(node);return;}node = node.next;}}@Overridepublic void removeAllValue(E element) {DoubleNode node = head;// 因为每次unlink之后都会修改size的值，但是删除所有元素，// 要把所有链表节点全部遍历一遍int length = this.size;for (int i = 0; i < length; i++) {DoubleNode next = node.next;if (node.val.equals(element)) {unlink(node);}node = next;}}private void unlink(DoubleNode node){DoubleNode prev =node.prev;DoubleNode next = node.next;// 先处理左半区域if(prev == null){this.head = next;}else {node.next = null;prev.next = next;}// 在处理右半区域if(next == null){this.tail = prev;}else {node.next = null;next.prev = prev;}size--;}private boolean rangeCheck(int index) {if (index < 0 ||index >= size) {return false;}return true;}@Overridepublic E set(int index, E element) {if(!rangeCheck(index)){throw new IllegalArgumentException("set index illeagal");}DoubleNode node = node(index);E oldVal = node.val;node.val = element;return oldVal;}@Overridepublic E get(int index) {if (!rangeCheck(index)) {throw new IllegalArgumentException("get index illegal!");}return node(index).val;}@Overridepublic boolean contains(E element) {DoubleNode node = head;while (node.next != null){if (node.val.equals(element)){return true;}node = node.next;}return false;}@Overridepublic int indexOf(E element) {DoubleNode node = head;int i = 0;while (node.next != null){if (node.val.equals(element)){return i;}i ++;node = node.next;}return -1;}@Overridepublic int size() {return size;}@Overridepublic void clear() {while (head.next != null){DoubleNode node = head.next;head.next =null;head.prev = null;head = node;}head = null;size = 0;}@Overridepublic String toString() {StringBuilder sb = new StringBuilder();for(DoubleNode x = head; x != null; x = x.next){sb.append(x.val);sb.append("->");if(x.next == null){// 此时temp走到了尾结点sb.append("NULL");}}return sb.toString();}
}

3.2 Test类

public class DoubleNodeTest {public static void main(String[] args) {DoubleLinkedList list = new DoubleLinkedList<>();list.add(1);list.add(3);list.add(5);list.add(9);list.add(3);list.add(3);System.out.println(list);System.out.println("清空链表");list.clear();System.out.println(list);list.add(6);list.add(10);list.add(5);list.add(7);list.add(10);list.add(10);System.out.println(list);System.out.println("------------添加测试-----------");System.out.println("从链表尾部添加99,头部添加99999");list.add(99);list.addFirst(99999);System.out.println(list.size());System.out.println("添加index为2，element为88");list.add(2,88);System.out.println(list);System.out.println(list.size());System.out.println("-----------删除测试------------");System.out.println("删除index为0");list.removeByIndex(0);System.out.println("删除元素为6");list.removeByValue(6);System.out.println("删除所有10");list.removeAllValue(10);System.out.println(list);System.out.println("-----------其他------------");System.out.println("查看是否包含10这个元素");System.out.println(list.contains(10));System.out.println("修改index为3，element为19");list.set(3,19);System.out.println("获取index为3的元素");System.out.println(list.get(3));System.out.println(list);System.out.println("获取element为88的index");System.out.println(list.indexOf(88));System.out.println("获取链表长度");System.out.println(list.size());System.out.println("清空链表");list.clear();System.out.println(list + "...");}
}

3.3 测试结果