双向链表简介
- 双向链表是数据结构中重要的结构,也是线性结构中常用的数据结构,双向指针,方便用户从首结点开始沿指针链向后依次遍历每一个结点,结点的前驱和后继查找方便。
- 其实双向链表和单向链表也是有很多相似的地方的,每个节点都包含两个指针,一个指针指向上一个节点,一个指针指向下一个节点。
- 两个特殊的地方,第一就是头节点的一个指针指向NULL空指针(没有前驱节点),第二就是尾节点的一个指针指向NULL指针(没有后继节点)。
双向链表的创建
一、创建实现
- 定义ElemType和链表结构体
// ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int
typedef int ElemType;
// 定义结点
typedef struct Node{
ElemType data;
struct Node *prior; // 前驱
struct Node *next; // 后继
}Node;
typedef struct Node * LinkList;
- 创建双向链接:和单向链表很相似,但就是每创建一个节点的时候都要注意初始化它的两个指针。
// 创建双向链接
void createLinkList(LinkList *L) {
// *L 指向头结点
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (*L == NULL) return ERROR;
(*L)->prior = NULL;
(*L)->next = NULL;
(*L)->data = -1;
// 新增数据
LinkList p = *L;
for(int i = 0; i < 10; i++){
// 创建1个临时的结点
LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
temp->prior = NULL;
temp->next = NULL;
temp->data = i;
// 为新增的结点建立双向链表关系
// ① temp 是p的后继
p->next = temp;
// ② temp 的前驱是p
temp->prior = p;
// ③ p 要记录最后的结点的位置,方便下一次插入
p = p->next;
}
}
二、遍历打印
- 获得双向链表的信息,这里和单向链表基本一致,因为遍历的时候只用到了一个指针。
void display(LinkList L){
LinkList temp = L->next;
if(temp == NULL){
printf("打印的双向链表为空!\n");
return;
}
while (temp) {
printf("%d ",temp->data);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
双向链表的插入
思路解析
单向链表在插入节点的时候不需要判断最后一个节点是否为空,因为不影响程序的结果。但是对于双向链表就不一样了,因为后面要用到最后一个节点的一个指针指向前一个节点,如果最后一个节点是空的话(就是程序中的pt),就不存在pt->pPre了,那么程序运行到这里时就会报错,所以要加判断,判断此时节点是NULL的话就不需要控制它的指针了。
插入实现
// 双向链表插入元素
void ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType data){
// 插入的位置不合法 为0或者为负数
if(i < 1) return;
// 新建结点
LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
temp->data = data;
temp->prior = NULL;
temp->next = NULL;
// 将p指向头结点
LinkList p = *L;
// 找到插入位置i直接的结点
for(int j = 1; j < i && p;j++)
p = p->next;
// 如果插入的位置超过链表本身的长度
if(p == NULL){
return;
}
// 判断插入位置是否为链表尾部;
if (p->next == NULL) {
p->next = temp;
temp->prior = p;
} else {
// 将p->next 结点的前驱prior = temp
p->next->prior = temp;
// 将temp->next 指向原来的p->next
temp->next = p->next;
// p->next 更新成新创建的temp
p->next = temp;
// 新创建的temp前驱 = p
temp->prior = p;
}
}
双向链表的删除
- 删除双向链表指定位置上的结点
// 删除双向链表指定位置上的结点
void ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e){
int k = 1;
LinkList p = (*L);
// 判断双向链表是否为空,如果为空则返回ERROR;
if (*L == NULL) {
return;
}
// 将指针p移动到删除元素位置前一个
while (k < i && p != NULL) {
p = p->next;
k++;
}
// 如果k>i 或者 p == NULL 则return
if (k>i || p == NULL) {
return;
}
// 创建临时指针delTemp 指向要删除的结点,并将要删除的结点的data 赋值给*e,带回到main函数
LinkList delTemp = p->next;
*e = delTemp->data;
// p->next 等于要删除的结点的下一个结点
p->next = delTemp->next;
// 如果删除结点的下一个结点不为空,则将将要删除的下一个结点的前驱指针赋值p;
if (delTemp->next != NULL) {
delTemp->next->prior = p;
}
// 删除delTemp结点
free(delTemp);
}
- 删除双向链表指定的元素
// 删除双向链表指定的元素
Status LinkListDeletVAL(LinkList *L, int data){
LinkList p = *L;
// 遍历双向循环链表
while (p) {
// 判断当前结点的数据域和data是否相等,若相等则删除该结点
if (p->data == data) {
// 修改被删除结点的前驱结点的后继指针
p->prior->next = p->next;
// 修改被删除结点的后继结点的前驱指针
if(p->next != NULL){
p->next->prior = p->prior;
}
// 释放被删除结点p
free(p);
// 退出循环
break;
}
// 没有找到该结点,则继续移动指针p
p = p->next;
}
}
双向链表的查找
- 在双向链表中查找元素
// 在双向链表中查找元素
int selectElem(LinkList L,ElemType elem) {
LinkList p = L->next;
int i = 1;
while (p) {
if (p->data == elem) {
return i;
}
i++;
p = p->next;
}
return -1;
}
- 在双向链表中更新结点
// 在双向链表中更新结点
void replaceLinkList(LinkList *L,int index,ElemType newElem){
LinkList p = (*L)->next;
for (int i = 1; i < index; i++) {
p = p->next;
}
p->data = newElem;
}
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双向链表以及双向循环链表的创建、遍历、插入、删除、查询的是算法实现