95.【C语言】数据结构之双向链表的头插,头删,查找,中间插入,中间删除和销毁函数

news2024/11/13 14:24:56

1.双向链表的头插

方法一

方法二

2.双向链表的头删

3.双向链表的销毁

4.双向链表的某个节点的数据查找

5.双向链表的中间插入

5.双向链表的中间删除

6.对比顺序表和链表

承接94.【C语言】数据结构之双向链表的初始化,尾插,打印和尾删文章

1.双向链表的头插

方法一

头插注意操作顺序:新节点先与头节点的后一个节点建立联系,后与头节点建立联系,反过来会丢失指针

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);

	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
}

方法二

当first保存了头节点的后一个节点的地址,可以反过来,即新节点先与头节点建立联系,后与头节点的后一个节点建立联系

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
    LTNode* first = phead->next;

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;

	newnode->next = first;
	first->prev = newnode;
}

2.双向链表的头删

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

main.c的部分代码改为

void TestList()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);
	LTPrint(plist);
	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);
}

3.双向链表的销毁

void LTDestory(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* next = cur->next;//保存cur1的下一个节点的地址
		free(cur);
		cur = next;
	}

	free(phead);
	phead = NULL;
}

注意:从phead的下一个节点开始逐步销毁每个节点,到cur值等于phead值时,停止循环

备注:pos不置NULL也可以,形参的改变不影响实参(没有解引用操作) ,解决方法:在main.c中手动置NULL

4.双向链表的某个节点的数据查找

分为两种情况:找到和找不到

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;//找到返回NULL
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;//找不到返回NULL
}

5.双向链表的中间插入

LTInsertBefore(LTNode* pos)表示在pos指向的节点之前(Before)插入(Insert)新节点

void LTInsertBefore(LTNode* pos,LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* posprev = pos->prev;
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);

	posprev->next = newnode;
	newnode->prev = posprev;

	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

有了这个函数,而且有哨兵位的头节点,因此头插函数和尾插函数可以很容易改写

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTInsertBefore(phead->next,x);
}

由于是循环链表,因此head的前一个节点为尾节点

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTInsertBefore(phead,x);
}

中间插入函数应该和数据查找函数LTFind配合使用

main.c的部分代码改为

void TestList()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);
	LTPrint(plist);
	LTNode* pfind = LTFind(plist, 3);
	LTInsertBefore(pfind, 5);
	LTPrint(plist);
}

5.双向链表的中间删除

void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);
	LTNode* posprev = pos->prev;
	LTNode* posnext = pos->next;
 
	posprev->next = posnext;
	posnext->prev = posprev;

	free(pos);
	pos = NULL;
}

备注:pos不置NULL也可以,形参的改变不影响实参(没有解引用操作) ,解决方法:在main.c中手动置NULL

中间删除函数应该和数据查找函数LTFind配合使用

main.c中部分代码改为

void TestList()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);
	LTPrint(plist);
	LTNode* pfind=LTFind(plist, 3);
    if (pfind)
    {
	    LTErase(pfind);
        pfind==NULL;
    }
	LTPrint(plist);
}

注意要判断pfind是否为NULL!!

有了中间删除函数,头删和尾删函数可以变简洁

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTErase(phead->next);
}

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));
    LTErase(phead->prev);
}

6.对比顺序表和链表

不同点	顺序表	链表
存储空间上	物理上一定连续	逻辑上连续，但物理上不一定连续
随机访问	支持O(1)	不支持:O(N)
任意位置插入或者删除元素	可能需要搬移元素，效率低O(N)	只需修改指针指向
插入	动态顺序表，空间不够时需要扩容	没有容量的概念
应用场景	元素高效存储+频繁访问	任意位置插入和删除频繁
缓存命中率	高	低