前言

在上一篇文章中，主要是给大家介绍了单向链表的特点及其原理，但是我们没有通过代码进行练习。今天我会继续通过一篇文章，来给大家讲解双向链表的内容，尤其是会通过代码来进行链表的操作，希望大家重点关注哦。

全文大约【3500】 字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考...

一. 双向链表简介1. 概念

在上一篇文章中，我们在介绍链表的种类时，曾经提到过双向链表。双向链表相比较于单链表，除数据域外，还具前和后两个指向指针。

双向链表中的结构术语可以解释为：

data：链表每个结点中存储的数据域；next：链表每个结点中包含的指向下一个结点地址的指针域；prev：链表每个结点中包含的前一个结点地址的指针域。2. 编码定义

根据上述对双向链表结点的定义，我们给出双向链表结点结构的Java定义实现：

双向链表是一条真实存在的链表，由多个结点组成。在实际的编程中，通常会标记链表的两个特殊结点，分别为：头结点、尾结点。用另外一个变量size表示链表中元素的个数。

头结点： 链表中的第一个结点尾结点： 链表中的最后一个元素

因此有如下链表类的定义：

在本篇文章接下来的内容中，我们将利用该DNode、DoubleLinkList两个定义来实现双向链表的各项操作。

二. 常见操作

因为双向链表是单链表的基础上扩展出来的结构，因此双向链表的很多操作与单链表的操作都是相同的，比如：查找元素、更新元素、插入元素、删除元素。

1. 查找元素

1.1 查找头结点

因为DoubleLinkList中已经记录了头结点head，因此头结点的查找非常简单，如下：

时间复杂度为O(1)。

1.2 查找尾结点

与头结点同理，查找尾结点的时间复杂度同样为O(1），编码如下：

1.3 查找指定位置结点

当需要查找指定位置的结点元素时，双向链表比单链表的实现方式有所不同，原因是：

单链表因为是单向的，因此只能从头结点向后单向查找；但双向链表前后均可查找，因此在进行指定位置查找时，为了提高查找效率，会首先判断要查找的位置处于链表的前半段还是后半段，若前半段则从头结点向后查找，若后半段则从尾结点向前查找，具体编程如下所示：

在上述代码中，size >> 1 的写法比较少见，“>>”在计算机编程中代表移位操作。常见的移位操作有两种：

>>：向右移位操作，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移动，移出位被丢弃，左边移出的空位一律补0，或者补符号位。<<：向左移位操作，将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移动，移出位被丢弃，右边移出的空位一律补0。

通过实际的编程验证，我们可以知道：执行右移1位操作，变量数据会缩小为原来的1/2。左移相反。同时，我们可以分析出时间复杂度为O(n)。

2. 更新元素

更新元素操作需要两步：

找到要更新的元素执行更新操作

根据位置的不同，可以将更新操作分为三种情况：更新头结点，更新尾结点，更新指定位置结点。

2.1 更新头结点

更新头结点代码与查找头结点类似，如下：

更新头结点的时间复杂度为O(1)。

2.2 更新尾结点

更新尾结点的时间复杂度同样是O(1)。

2.3 更新指定位置结点

如上代码所示，修改指定结点元素的值采用的算法也是：先判断要操作的位置在前半段还是后半段，然后再进行精准查找，最后执行修改操作。

指定位置修改操作的时间复杂度为O(n)。

3. 插入元素

分析过了查找元素和更新元素操作的具体情况，我们很清晰的便能分析出插入元素操作的具体情况，其实也分为三种具体情景：头结点位置插入，尾结点位置插入，指定位置插入元素。

3.1 头结点位置插入

根据如上代码，我们可以看到，在头结点位置插入新的元素，只需要将新添加的结点置为head结点，同时处理好新结点和原链表中头结点的指向关系即可。很明显，头结点位置插入的时间复杂度为O(1)。

3.2 尾结点位置插入

尾结点插入与头结点插入原理相同，只需要替换为尾结点以及指针的指向。如下所示：

时间复杂度为O(1)。

3.3 指定位置插入

在进行指定位置插入时，编程代码稍多些，原因是需要以下几步完成：

判断插入的位置是否超范围若插入的位置在最后，则执行在尾结点的插入逻辑先根据要插入的位置，查找并获取到对应位置的结点元素然后执行插入逻辑

根据上述代码，我们可以发现插入指定位置的代码，需要用到查找指定位置的操作，先查找再插入，因此时间复杂度同样为O(n)。

4. 删除元素

有了前面的分析经验，我们可以非常自然的分析出删除操作同样分三种：删除头结点、删除尾结点、删除指定结点。接下来，一起来看看详细的情况：

4.1 删除头结点

删除头结点只涉及头结点的逻辑判断和操作，因此删除头结点时间复杂度为O(1)。

4.2 删除尾结点

与删除头结点原理相同，操作尾结点。代码如下：

很明显，删除尾结点的时间复杂度为O(1)。

4.3 删除指定结点

删除指定结点的编码实现如下：

如上代码所示，删除指定位置的结点元素也需要先执行index(index)查找算法，至于index的实现，在前文介绍指定位置插入结点操作时，已经进行了实现，此处直接进行使用。

我们不难分析得到，删除指定位置的结点的时间复杂度是O(n)。

三. 其他操作

作为一种常见的数据结构，除了对自身结点元素的一些操作，还有一些对链表状态的获取，比如链表的长度，链表是否为空等，这里给大家介绍一下双向链表的一些其他操作。

1. 链表的大小(元素结点的个数)

2. 判断链表是否为空

3. 获取链表元素组成的数组

4. 清空链表

四. 结语

至此，我们已经连续用两篇文章给大家介绍了链表的相关知识。

在上一篇文章中，我们主要介绍了链表的基础知识和单链表的常规操作， 同时辅以图示来说明各种操作情况。在本篇文章中，主要是从Java编程角度作为切入点，来进一步讲解双向链表的一些操作。 特别是本篇文章中的大量代码实践，需要大家能够理清逻辑关系，希望你可以动手练起来哦。

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