双向链表
1》双向链表的定义
双向链表也叫双链表，与单向链表不同的是，每一个节点有三个区域组成：两个指针域，一个数据域。
前指针域：存储前驱节点的内存地址
后指针域：存储后继节点的内存地址
数据域：存储节点数据
单个双向链表节点：
完整的双向链表
2》特性
逻辑结构：线性结构
存储结构：链式存储
操作：增删改查
3》主要功能
创空：
插入：
删除：
按数据删除：
4》代码展示
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct aouble // 重定义节点结构体
{
int data; // 数据域
struct aouble *next; // 存下一个节点地址的指针域
struct aouble *prior; // 存上一个节点地址的指针域
} Double_t, *Double_p;
typedef struct doubleLink // 重定义指针结构体
{
Double_p head; // 指向链表头节点的指针
Double_p tail; // 指向链表尾节点的指针
int len; // 链表的长度
} Doublelink_t, *Doublelink_p;
// 将头尾指针以及长度封装的一个结构体里面用来操作整个双向链表
/*创空双向链表*/
Doublelink_p Create()
{
Doublelink_p p = (Doublelink_p)malloc(sizeof(Doublelink_t)); // 定义一个指针指向开辟的指针结构体
if (NULL == p) // 容错判断
{
printf("malloc lost\n");
return NULL;
}
p->len = 0; // 初始化双向链表的长度为0
p->head = p->tail = (Double_p)malloc(sizeof(Double_t)); // 初始化指针结构体的两个头尾指针指向新开辟的节点结构体
if (NULL == p->head) // 容错判断
{
printf("malloc lost\n");
return NULL;
}
p->head->next = NULL; // 通过指针结构体找到节点结构体，初始化节点结构体的后指针域为NULL
p->head->prior = NULL; // 通过指针结构体找到节点结构体，初始化节点结构体的后指针域为NULL
return p; // 返回指针结构体
}
/*入栈*/
int Push(Doublelink_p p, int post, int data) // post 是要插入的位置，data 是要插入的数据
{
if (post < 0 || post > p->len) // 容错判断
{
printf("post error\n");
return -1;
}
Double_p p_new = (Double_p)malloc(sizeof(Double_t)); // 开辟一个新的节点，定义一个新的节点指针取接受这块空间
if (NULL == p_new) // 容错判断
{
printf("malloc lost\n");
return -1;
}
p_new->data = data; // 初始化新节点的数据域
p_new->next = NULL; // 初始化新节点的后节点指针域
p_new->prior = NULL; // 初始化新节点的前节点指针域
// 1)从尾部插入
if (post == p->len) // 插入的位置等于链表的长度，说明在尾部插入
{
p->tail->next = p_new; // 让尾节点的后节点指针域等于新节点
p_new->prior = p->tail; // 让新节点的前节点指针域等于尾节点 这两步的作用就是把新节点链接到尾节点上
p->tail = p_new; // 让尾节点移动到新节点处，使新节点成为尾节点
}
// 2)从中间插入
else
{
Double_p temp = NULL; // 定义一个节点类型指针待用，用来遍历链表
// 插入位置在前半段
if (post < p->len / 2) // 判断要插入位置是否在前半段
{
temp = p->head; // 让temp指向头节点
for (int i = 0; i <= post; i++) // for循环往后遍历，找到要插入的位置
temp = temp->next; // 向后移动
}
// 插入位置在后半段
else
{
temp = p->tail; // 让temp指向尾节点
for (int i = p->len - 1; i > post; i--) // for循环往前遍历，找到要插入的位置
temp = temp->prior; // 向前移动
}
// 把新节点插入到temp和它前面节点之间 temp现在就是要插入位置的节点
p_new->prior = temp->prior; // 让新节点的前指针域存temp的前一个节点地址
temp->prior->next = p_new; // 让temp的前一个节点的后指针域存新节点的地址 把前面两条线连起来
p_new->next = temp; // 新节点的后指针域存temp的地址
temp->prior = p_new; // temp的前指针域存新节点的地址 把后面两条线连起来
}
p->len++; // 链表长度加一
return 0;
}
/*遍历*/
void show(Doublelink_p p)
{
Double_p temp = NULL; // 定义一个节点类型指针待用，用来遍历链表
printf("正向遍历： ");
temp = p->head->next; // 让temp 指向头节点的下一个节点，即第一个有效节点
while (temp != NULL) //当temp 指向不是NULL 时，进入循环继续遍历
{
printf("%d ", temp->data);//打印当前temp节点的数据
temp = temp->next;//temp向后移动
}
printf("\n");
printf("反向遍历： ");
temp = p->tail;//让temp指向链表的尾节点
while (temp != p->head) // 相当于遍历无头链表
{
printf("%d ", temp->data);//打印当前temp节点的数据
temp = temp->prior;//temp向前移动
}
printf("\n");
}
/*判空*/
int Empty(Doublelink_p p)
{
return p->len == 0;//p-> len为0 说明链表长度为空
}
/*删除双向链表元素*/
int Delete(Doublelink_p p, int post)//post 要删除节点的位置
{
if (Empty(p) || post < 0 || post >= p->len)//判空和位置容错判断
{
printf("Empty || post error\n");
return -1;
}
Double_p p_del = NULL;//定义一个p_del置空待用，用于指向删除节点
//1)删除尾节点
if (post == p->len)//删除位置等于链表长度，说明要删除的时尾节点
{
p->tail = p->tail->prior;//让尾节点向前移动
free(p->tail->next);//释放之前的尾节点
p->tail->next = NULL;//把新的尾节点的后指针域置空
}
//2)删除中间节点
else
{
if (post < p->len / 2)//要删除节点在前半段
{
p_del = p->head;//让p_del指向头节点
for (int i = 0; i <= post; i++)//从头节点开始往后遍历到要删除的节点处
p_del = p_del->next;//p_del向后移动
}
else//要删除的节点再在后半段
{
p_del = p->tail;//让p_del 指向尾节点
for (int i = p->len - 1; i > post; i--)//从尾节点开始向前遍历到要删除的节点处
p_del = p_del->prior;//p_del向前移动
}
//3)开始删除 p_del此时就是要删除的节点
p_del->prior->next = p_del->next;//让p_del 的前一个节点的后指针域存p_del 的下一个节点
p_del->next->prior = p_del->prior;//让p_del的后一个节点的前指针域存p_del的上一个节点 就是让他们跨过p_del连接在一起
free(p_del);//然后把p_del给释放掉
p_del = NULL;//将p_del置空
}
p->len--;//删除一个节点，链表长度减一
return 0;
}
/*删除指定数据的节点*/
int DeleteSame(Doublelink_p p, int data)//data 指定数据
{
if (Empty(p))//先判空
{
printf("list is Empty\n");
return -1;
}
Double_p p_del = NULL;//定义一个指针置空 待用 用于指向删除节点
Double_p t = NULL;//定义一个指针置空 待用 用于遍历链表
t = p->head->next;//因为头节点的数据域无效，所以要先跳过头节点，让 t 指向头节点下一个节点
while (t != NULL)//如果 t 所指向节点不为空，则进入循环进行判断，数据是否为指定数据，是否要删除
{
if (t->data == data)//如果 t 所指的数据是否是指定的数据
{
//1)尾部删除
if (t == p->tail)//要删除的节点在链表的尾
{
//和删除尾部节点的操作相同
p->tail = p->tail->prior;
free(p->tail->next);
p->tail->next = NULL;
}
//2)中间节点删除
else
{
//和删除中间的节点的操作相同
p_del = t;
p_del->prior->next = p_del->next;
p_del->next->prior = p_del->prior;
t = p_del->next;
free(p_del);
}
p->len--;//链表长度减一
}
else//如果 t 所指的数据不是指定的数据
{
t = t->next;// t 继续向后遍历
}
}
}
/*查询*/
int Search(Doublelink_p p, int data)//data 查询的数据 查询数据，返回下标
{
if (Empty(p))//先判空
{
printf("list is Empty\n");
return -1;
}
Double_p q = p->head->next;//定义一个节点类型指针指向头节点下一个节点 因为头节点数据域无效
int i = 0;//定义一个变量表示下标
while (q != NULL)//当 q 指向节点不是NULL，进入循环，遍历链表，判断数据是否相等
{
if (q->data == data)// q 所指向节点数据和要查询数据相等
return i;//返回当前下标
q = q->next;// q 所指向节点数据和要查询数据不相等，则 q 继续向后遍历
i++;//下标加一
}
return -1;
}
/*修改*/
int Modify(Doublelink_p p, int post, int data)//post 修改的位置 data 要修改成的数据
{
if (Empty(p) || post < 0 || post >= p->len)//判空和位置是否合理 ，容错判断
{
return -1;
}
Double_p t = NULL;//定义一个指针 t 置空待用 用于遍历链表
if (post < p->len / 2) //要修改数据在前半段
{
t = p->head;// t 指向头节点
for (int i = 0; i <= post; i++)//循环向后遍历，找到要修改的位置节点
{
t = t->next;//向后移动
}
}
else//要修改数据在后半段
{
t = p->tail;// t 指向尾节点
for (int i = p->len - 1; i > post; i--)//循环向前遍历，找到要修改的位置节点
{
t = t->prior;//向前移动
}
}
t->data = data;//修改 t 指向节点的数据
return 0;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
Doublelink_p H = Create();//创建一个空双向链表
Push(H, 0, 1);
Push(H, 1, 2);
Push(H, 2, 3);
Push(H, 3, 50);
Push(H, 3, 100);
Push(H, 3, 100);
Push(H, 3, 100);//插入数据
printf("插入后\n");
show(H);
Modify(H, 2, 300);//修改数据
printf("\n修改 2 位置 为 300\n");
show(H);
DeleteSame(H, 100);//删除指定数据节点
printf("\n删除数据100的节点\n");
show(H);
Delete(H, 2);//删除指定位置节点
printf("\n删除第 2 个数据后\n");
show(H);
printf("\n数据100 的下标 %d\n", Search(H, 100));//查询指定数据下标
printf("\n数据50 的下标 %d\n", Search(H, 50));
return 0;
}
5》运行结果
今天的分享就到这里结束啦，如果有哪里写的不好的地方，请指正。
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