一、链表的概念及结构

我们在单链表中，有了next指针。这就使得我们查找下一个结点的时间复杂度为O(1)。可是我们要查找的是上一个结点的话，那最坏的时间复杂度就是O(n)了，因为我们每次都要从头遍历查找。

为了克服单向性这一缺点，我们就提出了双向链表。双向链表（double linked list）是在单链表的每个结点中，在设置一个指向其前驱结点的指针域。 所以双向链表的结构都有两个指针域，一个指向直接后继，另一个指向直接前驱。

二、头指针与头结点的异同

头指针
1.头指针是指链表指向第一个结点的指针，若链表有头节点，则是指向头节点的指针。
2.头指针是具有标识作用，所以常用头指针冠以链表的命名
3.无论链表是否为空，头指针均不为空。头指针是链表的必要元素
若头指针为空，则链表不存在。
头结点
1.头结点是为了操作的统一和方便而设立的，放在第一元素的结点之前，其数据域一般无意义（也可存放链表的长度）
2.有了头结点，对在第一元素结点前插入结点和删除第一节点，其操作与其他结点的操作就统一了
3.头节点不一定是链表的必须元素

三、代码实现

public class LinkedList {//一般脱离类无实际意义，所以定义为静态类static class Node {int val;Node prev;Node next;public Node(){}public Node (int val) {this.val = val;}}//定义头结点和尾结点Node head;Node last;//头插法public void addFirst(int val){Node node = new Node(val);if (head == null) {head = node;last = node;return ;}node.next = head;head.prev = node;head = node;}//尾插法public void addLast(int val){Node node = new Node(val);if (head == null) {head = node;last = node;return ;}last.next = node;node.prev = last;last = node;}//任意位置插入,第一个数据节点为0号下标public boolean addIndex(int index,int val){if (head == null) {return false;}//判断所给的索引合法性if (index < 0 || index > size()) {throw new RuntimeException("the index is not illegal!");}//第一个位置插入的时候，此时就是头插法if (index == 0) {addFirst(val);return true;}//最后一个位置插入则为尾插法if (index == size()) {addLast(val);return true;}//最后考虑中间位置的插入即可//1.定义临时头结点，先走到待插入位置的前一个位置Node temp = head;while (index > 1) {temp = temp.next;index--;}//2.对元素进行插入Node node = new Node(val);node.next = temp.next;node.prev = temp;temp.next.prev = node;temp.next = node;return true;}//查找是否包含关键字key是否在单链表当中public boolean contains(int key){if (head == null) {return false;}//只要在链表找到我们就返回false就行Node temp = head;while (temp != null) {if (temp.val == key) {return true;}temp = temp.next;}return false;}//删除第一次出现关键字为key的节点public void remove(int key){if (head == null) {return ;}//只要存在我们才可以去删除if (!contains(key)) {throw new RuntimeException("the key is not exist !");}//如果是头节点的情况就直接删除if (head.val == key) {head  = head.next;head.prev = null;return ;}//1.找到第一次出现的关键字key的前一个位置Node temp = head;while (temp != null) {if (temp.val == key) {temp.prev.next = temp.next;temp.next.prev = temp.prev;return;}temp = temp.next;}}//删除所有值为key的节点public void removeAllKey(int key){if (head == null) {return ;}while (contains(key)) {remove(key);}}//得到单链表的长度public int size(){if(head == null) {return 0;}Node temp = head;int size = 0;while (temp != null) {size++;temp = temp.next;}return size;}//遍历双向链表public void display(){if (head == null) {return ;}Node temp = head;while (temp != null) {System.out.print(temp.val + " ");temp = temp.next;}}//清空链表public void clear(){head = null;last = null;}
}

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