【初阶数据结构篇】双向链表的实现（赋源码）

news2024/12/26 10:48:45

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须知

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前言

双向链表与单链表实现的思想（思路）基本一致，甚至更简单。 

 双向链表的实现

1. 双向链表初始化、打印及销毁

1.1 双向链表的初始化

双向链表的头结点只是拿来保存第一个节点的地址的，不用来存储有效数据，双向链表为空的时候就是只有头结点，所以双向链表初始化就是申请一个头结点，并让plist指向头结点即可

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

直接传地址：

void LTInit(LTNode** pphead)
{
    //创建头结点(哨兵位)
    *pphead = LTBuyNode(-1);
}

不传地址：为了保持接口一致性，采用一级指针。

LTNode* LTInit2()
{
    return LTBuyNode(-1);
} 

 1.2 双向链表的打印

打印跟单链表打印大同小异，唯一不同的就是循环结束条件不同，因为双向链表有一个头节点，它不保存有效数据，而是用来放哨（哨兵位）

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

 1.3 双向链表的销毁

。和单链表一样

。最后记得销毁哨兵位

//销毁链表
void LTDestroy(LTNode** pphead)
{
	assert(pphead&&*pphead);
	LTNode* pcur, * next;
	pcur = (*pphead)->next;
	while (pcur != *pphead)
	{
		next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	//销毁头结点
	free(*pphead);
	*pphead = NULL;
	pcur = NULL;
}

同样为保持接口一致性，传一级指针

void LTDestroy2(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		LTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	free(phead);
	phead=pcur = NULL;
}

2. 双向链表的增加数据不同操作

2.1 双向链表头插

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

2.2 双向链表尾插

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

2.3 双向链表在指定位置之前插入数据

//在指定位置之前插入数据
void LTInsertBefore(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->next = pos;
	newnode->prev = pos->prev;
	pos->prev = newnode;
	newnode->prev->next = newnode;
}

2.4 双向链表在指定位置之后插入数据

//在指定位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = pos;
	newnode->next = pos->next;
	//pos->next = newnode;
	//newnode->next->prev = newnode;
	pos->next->prev = newnode;
	pos->next = newnode;
}

3. 双向链表删除数据（不同行为实现方法）

3.1 判空

删除之后不能忘了判空，所以要提前实现一个接口以便判空

//判空
bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    return phead->next == phead;
}

3.2 双向链表的头删

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

 3.3 双向链表的尾删

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTNode* del = phead->prev;
	phead->prev = del->prev;
	del->prev->next = phead;
	free(del);
	del = NULL;

}

3.4 在指定的位置删除数据

//删除指定位置节点
void LTErase(LTNode* pos)
{
	LTNode* del = pos;
	del->prev->next = pos->next;
	del->next->prev = del->prev;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

4. 双向链表查找制定节点数据

4.1 双向链表查找指定位置节点

//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;
}

5（赋源码）

List.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
	LTDataType data;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;

//打印链表
void Print(LTNode*);
//初始化
void LTInit(LTNode**);


//插入数据
void LTPushBack(LTNode*,LTDataType);
void LTPushFront(LTNode*,LTDataType);


//删除
//判空
bool LTEmpty(LTNode*);

void LTPopBack(LTNode*);
void LTPopFront(LTNode*);


//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);

//在指定位置之前或之后插入节点
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
void LTInsertBefore(LTNode* pos, LTDataType x);


//删除指定位置的节点
void LTErase(LTNode* pos);

//销毁
void LTDestroy(LTNode**);

//为了保持接口的一致性,优化代码
//将初始化和销毁函数传递的参数统一为一级指针
void LTDestroy2(LTNode*);
LTNode* LTInit2();

list.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "List.h"
//打印链表
void Print(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		printf("%d ", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
}

//申请新节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = newnode->prev = newnode;
	return newnode;
}


//初始化链表
void LTInit(LTNode** pphead)
{
	//创建头结点(哨兵位)
	*pphead = LTBuyNode(-1);
}


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

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

//判空
bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}


//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTNode* del = phead->prev;
	phead->prev = del->prev;
	del->prev->next = phead;
	free(del);
	del = NULL;

}


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




//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;
}



//在指定位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = pos;
	newnode->next = pos->next;
	//pos->next = newnode;
	//newnode->next->prev = newnode;
	pos->next->prev = newnode;
	pos->next = newnode;
}


//在指定位置之前插入数据
void LTInsertBefore(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->next = pos;
	newnode->prev = pos->prev;
	pos->prev = newnode;
	newnode->prev->next = newnode;
}

//删除指定位置节点
void LTErase(LTNode* pos)
{
	LTNode* del = pos;
	del->prev->next = pos->next;
	del->next->prev = del->prev;
	free(pos);
	pos = NULL;
}


//销毁链表
void LTDestroy(LTNode** pphead)
{
	assert(pphead&&*pphead);
	LTNode* pcur, * next;
	pcur = (*pphead)->next;
	while (pcur != *pphead)
	{
		next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	//销毁头结点
	free(*pphead);
	*pphead = NULL;
	pcur = NULL;
}


void LTDestroy2(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		LTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	free(phead);
	phead=pcur = NULL;
}


LTNode* LTInit2()
{
	return LTBuyNode(-1);
}

 test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"List.h"
void ListTest01()
{
	//LTNode* plist = NULL;
	//LTInit(&plist);//初始化,只有一个哨兵位,为空链表
	 
	
	//保持接口一致性使用一级指针
	LTNode* plist = LTInit2();


	//测验尾插
	LTPushBack(plist, 4);
	//LTPushBack(plist, 3);
	//LTPushBack(plist, 4);
	//LTPushBack(plist, 5);

	//测验头插
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	//LTNode* pos=LTFind(plist, 2);
	//if (pos == NULL)
//	printf("没有找到\n");
//else
//	printf("找到了\n");


	//在指定位置之后插入数据;
	//LTInsert(pos, 6);
	//在指定位置之前插入数据
	//LTInsertBefore(pos, 7);

	//删除指定位置数据
	//LTErase(pos);
	

	//测验尾删
	//LTPopBack(plist);
	//LTPopBack(plist);
	//LTPopBack(plist);
	//LTPopBack(plist);
	// 测验头删
	//LTPopFront(plist);
	//LTPopFront(plist);
	//LTPopFront(plist);
	//LTPopFront(plist);
	//LTPopFront(plist);
	 
	//LTDestroy(&plist);

	//保持接口一致性使用一级指针
	LTDestroy2(plist);//记得把plist置为NULL
	plist = NULL;
	Print(plist);
}
int main()
{
	ListTest01();
	return 0;
}

 6.链表与顺序表比较

顺序表对访问数据很高效，而链表相对来将差点。

相信通过这篇文章你对数据结构（双向链表）的有了初步的了解。如果此篇文章对你学习数据结构与算法有帮助，期待你的三连，你的支持就是我创作的动力！！！ 

下一篇文章再会！！！

我的博客即将同步至腾讯云开发者社区，邀请大家一同入驻：https://cloud.tencent.com/developer/support-plan?invite_code=3piibi9t9hc0g

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