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双向链表
双向链表的初始化(与单链表类似)
增:
Ⅰ)头插法
Ⅱ)尾插法
Ⅲ)中间插入
删
改
查
整体代码示例:
循环链表
循环单链表
编辑 循环双链表
双向链表
不同于单链表,双向链表不仅可以往后指向,还可以往前指向,则双向链表是在单链表的基础上,每个结点增加一个指针域,这个指针域保存上一个结点的地址
pre指针域 (保存前一个结点的地址) | 数据域 data | next指针域 (保存后一个结点的地址) |
//双向链表的结构体
typedef struct Node {
struct Node* pre;
int data;
struct Node* next;
}Node,*LinkList;
由003——单链表可知,单链表分为带头结点的不带头结点的,双向链表也是同理(上图的是带头结点的)
双向链表的初始化
(与单链表类似)
LinkList InitLinkList() {
Node* p = (Node*)malloc(sizeof(Node));//申请头结点
if (p == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
}
else {
//p->data 脏数据,不用管
p->pre=p->next = NULL;
//注意:该语句的执行方向是从右往左
/*
p->pre = NULL;
p->next = NULL;
*/
}
return p;
}
int main() {
LinkList L = InitLinkList();
}
增:
双向链表中增加一个结点(数据)
Ⅰ)头插法
固定在头结点和首元结点之间插入一个结点(头结点之后)如下图的例子
为了方便分析,我们为示意图进行编号
注意,在这里对数据进行处理时,我们不能使得这个线(单向的,无论是正向还是负向)断掉,比如像下面这种情况,就是错误的
正确的顺序应该是先处理③和④,然后再处理①和②(顺序并不唯一)
(下面代码并不完整)
//头插法:
LinkList HeadInsert(LinkList L, int k) {
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败/n");
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->pre = L;//3
s->next = L->next;//4
L->next= s;//1
s->next->pre = s;//2
}
return L;
}
或者可以写成3421(还有其他写法)
s->pre = L;
s->next = L->next;
L->next->pre = s;
L->next = s;
此时还要考虑L为空的情况,因为这个时候的②是不存在的
所以在我们更改②这条线之前,需要进行一个判断
//头插法:
LinkList HeadInsert(LinkList L, int k) {
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败/n");
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->pre = L;//3
s->next=L->next;//4
L->next = s;//1
if (s->next != NULL) {
s->next->pre = s;//2
}
}
return L;
}
Ⅱ)尾插法
从头结点开始遍历找到尾结点,在尾结点的后面插入新的结点(需要多维护一个pre)
//尾插法
LinkList RearInsert(LinkList L, int k) {
Node* p = L; //指针指p向头结点
while (p->next != NULL) {
p = p->next;
}
//循环结束后指针p指向最后一个结点
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
return L;
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->next = p->next;
s->pre = p;
p->next = s;
}
return L;
}
Ⅲ)中间插入
//中间插入
//首先需要一个查找函数,并且返回该结点的地址
Node* find(LinkList L, int k) {
Node* p = L->next;
while (p != NULL && p->data != k) {
//出现NULL->data!=k会报错,所以这两项的顺序不可以颠倒
p = p->next;
}
return p;//要么为空,要么保存所要数据
}
//中间插入的函数
Node* MidInsert(LinkList L, int x, int k) {
//在元素x后面插入数据k
Node* p = find(L, x);
if (p == NULL) {
printf("数据%d不存在,无法找到插入位置,插入失败\n", x);
return L;
}
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败,插入失败\n");
return L;
}
else {
s->data = k;
s->next = p->next;
p->next = s;
if (s->next != NULL) {
s->next->pre = s;
}
}
return L;
}
删
删除如下面图示
修改后的结果
//删除
LinkList Delete(LinkList L, int k) {
if (L->next == NULL) {
printf("空链表,删除失败\n");
return L;
}
//找到k所在的结点p
Node* p = find(L, k);
if (p == NULL) {
printf("数据%d不存在,删除失败\n");
return L;
}
//删除
p->pre->next = p->next;
if (p->next != NULL) {
p->next->pre = p->pre;
}
//防止p成为空指针
free(p);
p = NULL;
return L;
}
改
修改代码与单链表是相同的
//修改
LinkList Replace(LinkList L, int x, int k) {
Node* p = find(L, x);
if (p == NULL) {
printf("数据%d不存在,无法找到修改位置,修改失败\n", x);
return L;
}
else {
p->data = k;
}
return L;
}
查
查找代码与单链表是相同的
Node* find(LinkList L, int k) {
Node* p = L->next;
while (p != NULL && p->data != k) {
//出现NULL->data!=k会报错,所以这两项的顺序不可以颠倒
p = p->next;
}
return p;//要么为空,要么保存所要数据
}
整体代码示例:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//双向链表的结构体
typedef struct Node {
struct Node* pre;
int data;
struct Node* next;
}Node,*LinkList;
LinkList InitLinkList() {
Node* p = (Node*)malloc(sizeof(Node));//申请头结点
if (p == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
}
else {
//p->data 脏数据,不用管
p->pre=p->next = NULL;
//注意:该语句的执行方向是从右往左
/*
p->pre = NULL;
p->next = NULL;
*/
}
return p;
}
//头插法:
LinkList HeadInsert(LinkList L, int k) {
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败/n");
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->pre = L;//3
s->next=L->next;//4
L->next = s;//1
if (s->next != NULL) {
s->next->pre = s;//2
}
}
return L;
}
//尾插法
LinkList RearInsert(LinkList L, int k) {
Node* p = L; //指针指p向头结点
while (p->next != NULL) {
p = p->next;
}
//循环结束后指针p指向最后一个结点
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
return L;
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->pre = p;//3
s->next = p->next;//4
p->next = s;//1
if (s->next != NULL) {
s->next->pre = s;//2
}
}
return L;
}
//中间插入
//首先需要一个查找函数,并且返回该结点的地址
Node* find(LinkList L, int k) {
Node* p = L->next;
while (p != NULL && p->data != k) {
//出现NULL->data!=k会报错,所以这两项的顺序不可以颠倒
p = p->next;
}
return p;//要么为空,要么保存所要数据
}
//中间插入的函数
Node* MidInsert(LinkList L, int x, int k) {
//在元素x后面插入数据k
Node* p = find(L, x);
if (p == NULL) {
printf("数据%d不存在,无法找到插入位置,插入失败\n", x);
return L;
}
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败,插入失败\n");
return L;
}
else {
s->data = k;
s->next = p->next;
p->next = s;
if (s->next != NULL) {
s->next->pre = s;
}
}
return L;
}
//修改
LinkList Replace(LinkList L, int x, int k) {
Node* p = find(L, x);
if (p == NULL) {
printf("数据%d不存在,无法找到修改位置,修改失败\n", x);
return L;
}
else {
p->data = k;
}
return L;
}
//删除
LinkList Delete(LinkList L, int k) {
if (L->next == NULL) {
printf("空链表,删除失败\n");
return L;
}
//找到k所在的结点p
Node* p = find(L, k);
if (p == NULL) {
printf("数据%d不存在,删除失败\n");
return L;
}
//删除
p->pre->next = p->next;
if (p->next != NULL) {
p->next->pre = p->pre;
}
//防止p成为空指针
free(p);
p = NULL;
return L;
}
void show(LinkList L) {
Node* p = L->next;
while (p != NULL)
{
printf("%d\t", p->data);
p = p->next;
}
}
int main() {
LinkList L = InitLinkList();
L = HeadInsert(L, 10);
L = HeadInsert(L, 22);
L = HeadInsert(L, 16);
L = HeadInsert(L, 45);
L = RearInsert(L, 77);
L = MidInsert(L, 77,99);
L = Delete(L, 10);
show(L);
return 0;
}
运行结果
循环链表
循环单链表
循环链表只需要让最后一个结点的指针域指向头结点
那么循环链表和单链表几乎没有太大差异,只是在为空的一些位置改成头结点
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct Node {
int data; //该节点的数据
struct Node* next;
}Node,*LinkList;
//初始化一个带头结点的空的循环链表
LinkList InitLinkList() {
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));//申请头结点
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
}
else {
//s->data 脏数据,不用管
s->next = s;//改变。。。。。。。。。。。。
}
return s;
}
//头插法:
LinkList HeadInsert(LinkList L, int k) {
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败/n");
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->next = L->next;
L->next = s;
}
return L;
}
//尾插法
LinkList RearInsert(LinkList L, int k) {
Node* p = L; //指针指p向头结点
while (p->next != L) {//改变。。。。。。。。。。。。
p = p->next;
}
//循环结束后指针p指向最后一个结点
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
return L;
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->next = p->next;//改变。。。。。。。。。。。。
p->next = s;
}
return L;
}
//中间插入
//首先需要一个查找函数,并且返回该结点的地址
Node* find(LinkList L, int k) {
Node* p = L->next;
while (p!=L && p->data != k) {//改变。。。。。。。。。。。。
//出现NULL->data!=k会报错,所以这两项的顺序不可以颠倒
p = p->next;
}
return p;//要么为空,要么保存所要数据
}
//中间插入的函数
Node* MidInsert(LinkList L, int x, int k) {
//在元素x后面插入数据k
Node* p = find(L, x);
if (p == L) {//改变。。。。。。。。。。。。
printf("数据%d不存在,无法找到插入位置,插入失败\n",x);
return L;
}
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败,插入失败\n");
return L;
}
else {
s->data = k;
s->next = p->next;
p->next = s;
}
return L;
}
//修改
LinkList Replace(LinkList L, int x, int k) {
Node* p = find(L, x);
if (p == L) {//改变。。。。。。。。。。。。
printf("数据%d不存在,无法找到修改位置,修改失败\n", x);
return L;
}
else {
p->data = k;
}
return L;
}
//删除
LinkList Delete(LinkList L, int k) {
if (L->next == L) {//改变。。。。。。。。。。。。
printf("数据%d不存在,删除失败\n", k);
return L;
}
//找到k所在的结点p和上一个结点
Node* pre = L;
Node* p = L->next;
while (p!=L&&p->data!=k)//改变。。。。。。。。。。。。
{
pre = p;
p = p->next;
}
if (p == L) {//改变。。。。。。。。。。。。
printf("数据%d不存在,删除失败\n", k);
return L;
}
pre->next = p->next;
free(p);
p = NULL;//防止p成为野指针
return L;
}
void show(LinkList L) {
Node* p = L->next;
while (p!= L)//改变。。。。。。。。。。。。
{
printf("%d\t", p->data);
p = p->next;
}
}
int main() {
LinkList L = NULL;
L = InitLinkList();
L=HeadInsert(L,10);
L = HeadInsert(L, 8);
L = RearInsert(L, 15);
L = MidInsert(L, 5, 55);
L=Replace(L, 8, 88);
L = Delete(L, 8);
show(L);
return 0;
}
运行结果:
循环双链表
循环双链表与之同理
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//双向链表的结构体
typedef struct Node {
struct Node* pre;
int data;
struct Node* next;
}Node, * LinkList;
LinkList InitLinkList() {
Node* p = (Node*)malloc(sizeof(Node));//申请头结点
if (p == NULL) {
printf("空间分配失败\n");
}
else {
//p->data 脏数据,不用管
// p->next=p->pre=p;
p->next = p;
p->pre = p;
}
return p;
}
//头插法:
LinkList HeadInsert(LinkList L, int k) {
//先申请一个新的结点用来保存数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL) {
printf("空间分配失败/n");
}
else {
s->data = k;//将数据传给新申请的结点s
s->pre = L;//3
s->next = L->next;//4
L->next = s;//1
s->next->pre = s;//2
}
return L;
}
//尾插法
LinkList RearInsert(LinkList L, int k) {
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL)
{
printf("空间分配失败\n");
return L;
}
s->data = k;
//找尾节点
Node* p = L;
while (p->next != L)
{
p = p->next;
}
s->next = p->next;
s->pre = p;
p->next = s;
s->next->pre = s;
return L;
}
//中间插入
//首先需要一个查找函数,并且返回该结点的地址
Node* find(LinkList L, int k) {
//查找数据k所在的节点,并且返回该节点的地址
Node* p = L->next;
while (p != L && p->data != k)
{
p = p->next;
}
return p;
}
//中间插入的函数
Node* MidInsert(LinkList L, int x, int k) {
//数据x后插入数据k
Node* s = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (s == NULL)
{
printf("空间分配失败\n");
return L;
}
s->data = k;
//找x所在节点
Node* p = find(L, x);
if (p == L)
{
printf("数据%d不存在,插入失败\n", x);
return L;
}
s->pre = p;//3
s->next = p->next;//4
p->next = s;//1
s->next->pre = s;//2
return L;
}
//修改
LinkList Replace(LinkList L, int x, int k) {
Node* p = find(L, x);
if (p == L) {
printf("数据%d不存在,无法找到修改位置,修改失败\n", x);
return L;
}
else {
p->data = k;
}
return L;
}
//删除
LinkList Delete(LinkList L, int k) {
if (L->next == L)
{
printf("空链表,删除失败\n");
return L;
}
//找k所在的节点p
Node* p = find(L, k);
if (p == L)
{
printf("数据%d不存在,删除失败\n", k);
return L;
}
//删除:
p->pre->next = p->next;
p->next->pre = p->pre;
free(p);
p = NULL;
return L;
}
void show(LinkList L) {
Node* p = L->next;
while (p != L)
{
printf("%d\t", p->data);
p = p->next;
}
}
int main() {
LinkList L = InitLinkList();
L = HeadInsert(L, 10);
L = HeadInsert(L, 22);
L = HeadInsert(L, 16);
L = HeadInsert(L, 45);
L = RearInsert(L, 77);
L = MidInsert(L, 77, 99);
L = Delete(L, 10);
show(L);
return 0;
}
运行结果: