数据结构之双向链表

文章目录

• 前言
• 一、双向链表是什么？
• 二、双向��表的实现
  • 1.节点结构的创建
  • 2.链表的初始化
  • 3.创建新节点
  • 4.打印链表
  • 5.尾插
  • 6.头插
  • 7.头删
  • 8.尾删
  • 9.查找
  • 10.指定位置插入
  • 11.指定位置删除
  • 12.链表的销毁
• 总结

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  前言

  制作不易，点赞支持一下呗！！！

  之前我们介绍了链表的分类，并且详细介绍其中的单链表，这节将会带大家了解另一种重要的链表------双向链表！！！

  由于双向链表的插入删除比单链表要简单许多，能理解单链表的操作，应该可以很轻松明白双向链表的操作，所以这里不会十分详细的介绍过程

  如有疑问，可以看看之前的单链表一文

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  一、双向链表是什么？

  双向链表全称是带头双向循环链表，带头也就是带有哨兵位（不用来存储有效数据的头节点），双向意味着可以通过当前节点找到它的前驱节点和后继节点，因此，在节点的结构中需要两个指针。

  结构示意图如上所示

   

  二、双向链表的实现

  1.节点结构的创建

  typedef int LTDataType;typedef struct ListNode{LTDataType data;struct ListNode* prev;struct ListNode* next;}LTNode;

   

  2.链表的初始化 

  双向链表是带有哨兵卫的，插入数据之前应该先初始化一个哨兵卫。

  void LTInit(LTNode** pphead){*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (*pphead == NULL){perror("malloc");exit(1);}(*pphead)->data = -1;(*pphead)->prev = *pphead;(*pphead)->next = *pphead;}

  3.创建新节点 

  因为我们后续插入数据时需要多次用到创建新节点这个操作，因此我们这里单独将它封装成一个函数。

  LTNode* LTBuyNode(LTDataType x){LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newnode == NULL){perror("malloc");exit(1);}newnode->data = x;newnode->next = newnode->prev = newnode;return newnode;}

   

   4.打印链表

  为了方便我们调试，我们需要将链表中的数据打印出来检查是否插入或删除成功，我们需要实现一个打印链表的功能。

  void LTPrint(LTNode* phead){assert(phead);LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){printf("%d->", pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("\n");}

   

  5.尾插 

  由于在插入数据时不应该修改哨兵卫，所以之后的所有函数接口的参数应该用一级指针

  并且由于哨兵卫的前驱节点就是尾节点，所以尾插时不需要循环遍历找尾节点！！！因此双向链表比单链表简单许多

  这里新创建一个节点newnode。

   

  第一步先改变新节点的prev和next。

   第二步改变原尾节点的next使其指向newnode，哨兵卫的prev使其指向newnode

  void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* newnode = LTBuyNode(x);newnode->prev = phead->prev;newnode->next = phead;phead->prev->next = newnode;phead->prev = newnode;}

  6.头插 

  头插的定义是在第一个有效数据前插入新节点，因为在哨兵卫之前插入数据就相当于尾插（循环链表中）

  void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* newnode = LTBuyNode(x);newnode->prev = phead;newnode->next = phead->next;phead->next->prev = newnode;phead->next = newnode;}

  7.头删

  若哨兵卫的prev或next指针指向它自己，说明链表为空（没有有效的节点）

  void LTPopFront(LTNode* phead){assert(phead);assert(phead->next != phead);LTNode* del = phead->next;LTNode* next = del->next;phead->next = next;next->prev = phead;free(del);del = NULL;}

   

  8.尾删 

  若哨兵卫的prev或next指针指向它自己，说明链表为空（没有有效的节点）

  void LTPopBack(LTNode* phead){assert(phead);assert(phead->next != phead);//保证链表中存在有效节点LTNode* del = phead->prev;//保存一份要删除的节点，后面释放时需要使用del->prev->next = phead;phead->prev =del->prev;free(del);del = NULL;}

   

  9. 查找

  LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){if (pcur->data == x){return pcur;}        pcur = pcur->next;}return NULL;}

   

  10.指定位置之后插入数据 

  void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x){assert(pos);LTNode* newnode = LTBuyNode(x);//pos newnode pos->nextnewnode->prev = pos;newnode->next = pos->next;pos->next->prev = newnode;pos->next = newnode;}

   

  11.删除指定位置数据

  void LTErase(LTNode* pos){assert(pos);LTNode* prev = pos->prev;LTNode* next = pos->next;next->prev = prev;prev->next = next;free(pos);pos = NULL;}

  12.链表的销毁

  void LTDestroy(LTNode** pphead){assert(pphead);assert(*pphead);//哨兵卫不为空LTNode* pcur = (*pphead)->next;while (pcur != *pphead) {LTNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}free(*pphead);*pphead = NULL;}

   

   

  总结

  双向链表的所有代码：

  #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include"List.h"void LTInit(LTNode** pphead){*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (*pphead == NULL){perror("malloc");exit(1);}(*pphead)->data = -1;(*pphead)->prev = *pphead;(*pphead)->next = *pphead;}LTNode* LTBuyNode(LTDataType x){LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newnode == NULL){perror("malloc");exit(1);}newnode->data = x;newnode->next = newnode->prev = newnode;return newnode;}void LTPrint(LTNode* phead){assert(phead);LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){printf("%d->", pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("\n");}//尾插void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* newnode = LTBuyNode(x);newnode->prev = phead->prev;newnode->next = phead;phead->prev->next = newnode;phead->prev = newnode;}//头插void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* newnode = LTBuyNode(x);newnode->prev = phead;newnode->next = phead->next;phead->next->prev = newnode;phead->next = newnode;}//尾删void LTPopBack(LTNode* phead){assert(phead);assert(phead->next != phead);//保证链表中存在有效节点LTNode* del = phead->prev;//保存一份要删除的节点，后面释放时需要使用del->prev->next = phead;phead->prev =del->prev;free(del);del = NULL;}void LTPopFront(LTNode* phead){assert(phead);assert(phead->next != phead);LTNode* del = phead->next;LTNode* next = del->next;phead->next = next;next->prev = phead;free(del);del = NULL;}LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){if (pcur->data == x){return pcur;}pcur = pcur->next;}return NULL;}void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x){assert(pos);LTNode* newnode = LTBuyNode(x);//pos newnode pos->nextnewnode->prev = pos;newnode->next = pos->next;pos->next->prev = newnode;pos->next = newnode;}void LTErase(LTNode* pos){assert(pos);LTNode* prev = pos->prev;LTNode* next = pos->next;next->prev = prev;prev->next = next;free(pos);pos = NULL;}void LTDestroy(LTNode** pphead){assert(pphead);assert(*pphead);//哨兵卫不为空LTNode* pcur = (*pphead)->next;while (pcur != *pphead) {LTNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}free(*pphead);*pphead = NULL;}