关于c:详解双向链表的基本操作C语言

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1. 双向链表的定义

上一节学习了单向链表单链表详解。明天学习双链表。学习之前先对单向链表和双向链表做个回顾。
单向链表特点 ：
  1. 咱们能够轻松的达到下一个节点, 然而回到前一个节点是很难的.
  2. 只能从头遍历到尾或者从尾遍历到头(个别从头到尾)
双向链表特点
  1. 每次在插入或删除某个节点时, 须要解决四个节点的援用, 而不是两个. 实现起来要艰难一些
  2. 绝对于单向链表, 必然占用内存空间更大一些.
  3. 既能够从头遍历到尾, 又能够从尾遍历到头
双向链表的定义 :
  双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，别离指向间接后继和间接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都能够很不便地拜访它的前驱结点和后继结点。下图为双向链表的结构图。

  从上中能够看到，双向链表中各节点蕴含以下 3 局部信息：
   指针域 ：用于指向以后节点的间接前驱节点；
   数据域 ：用于存储数据元素。
   指针域 ：用于指向以后节点的间接后继节点；

双向循环链表的定义 :
  双向链表也能够进行首尾连贯，形成双向循环链表, 如下图所示
在创立链表时，只须要在最初将收尾相连即可（创立链表代码中曾经标出）。其余代码稍加改变即可。

双链表的节点构造用 C 语言实现为：

/* 随机数的范畴 */
#define MAX 100
/* 节点构造 */
typedef struct Node{
    struct Node *pre;
    int data;
    struct Node *next;
}Node;

2. 双向链表的创立

  同单链表相比，双链表仅是各节点多了一个用于指向间接前驱的指针域。因而，咱们能够在单链表的根底轻松实现对双链表的创立。
  须要留神的是，与单链表不同，双链表创立过程中，每创立一个新节点，都要与其前驱节点建设两次分割，别离是：
  将新节点的 prior 指针指向间接前驱节点；
  将间接前驱节点的 next 指针指向新节点；
  这里给出创立双向链表的 C 语言实现代码：

Node* CreatList(Node * head,int length)
{if (length == 1)
    {return( head = CreatNode(head));
    }
    else
    {head = CreatNode(head);
        Node * list=head;
        for (int i=1; i<length; i++) 
        /* 创立并初始化一个新结点 */
        {Node * body=(Node*)malloc(sizeof(Node));
            body->pre=NULL;
            body->next=NULL;
            body->data=rand()%MAX;
            /* 间接前趋结点的 next 指针指向新结点 */
            list->next=body;
            /* 新结点指向间接前趋结点 */
            body->pre=list;
            /* 把 body 指针给 list 返回 */
            list=list->next;
        }
         
    }
    /* 加上以下两句就是双向循环链表 */
    // list->next=head;
    // head->prior=list;
    return head;
}

3. 双向链表的插入

  依据数据增加到双向链表中的地位不同，可细分为以下 3 种状况：
1. 增加至表头
  将新数据元素增加到表头，只须要将该元素与表头元素建设双层逻辑关系即可。
  换句话说，假如新元素节点为 temp，表头节点为 head，则须要做以下 2 步操作即可：
  temp->next=head; head->prior=temp;
  将 head 移至 temp，从新指向新的表头；
  将新元素 7 增加至双链表的表头，则实现过程如下图所示：

2. 增加至表的两头地位
  同单链表增加数据相似，双向链表两头地位增加数据须要通过以下 2 个步骤，如下图所示：
  新节点先与其间接后继节点建设双层逻辑关系；
  新节点的间接前驱节点与之建设双层逻辑关系；

3. 增加至表尾
  与增加到表头是一个情理，实现过程如下：
  找到双链表中最初一个节点；
  让新节点与最初一个节点进行双层逻辑关系；

/* 在第 add 地位的后面插入 data 节点 */
Node * InsertListHead(Node * head,int add,int data)
{
    /* 新建数据域为 data 的结点 */
    Node * temp=(Node*)malloc(sizeof(Node));
    if(head == NULL)
    {printf("malloc error!\r\n");
        return NULL;
    }    
    else
    {
        temp->data=data;
        temp->pre=NULL;
        temp->next=NULL; 
    }
    /* 插入到链表头，要非凡思考 */
    if (add==1)
    {
        temp->next=head;
        head->pre=temp;
        head=temp;
    }
    else
    {
        Node * body=head;
        /* 找到要插入地位的前一个结点 */
        for (int i=1; i<add-1; i++)
        {body=body->next;}
        /* 判断条件为真，阐明插入地位为链表尾 */
        if (body->next==NULL)
        {
            body->next=temp;
            temp->pre=body;
        }
        else
        {
            body->next->pre=temp;
            temp->next=body->next;
            body->next=temp;
            temp->pre=body;
        }
    }
    return head;
}

/在第 add 地位的前面插入 data 节点/
Node InsertListEnd(Node head,int add,int data)
{

int i = 1;
/* 新建数据域为 data 的结点 */
Node * temp=(Node*)malloc(sizeof(Node));
temp->data=data;
temp->pre=NULL;
temp->next=NULL;

Node * body=head;
while ((body->next)&&(i<add+1))
{
    body=body->next;
    i++;
}

/* 判断条件为真，阐明插入地位为链表尾 */
if (body->next==NULL)
{
    body->next=temp;
    temp->pre=body;
    temp->next=NULL;
}
else
{
    temp->next=body->pre->next;
    temp->pre=body->pre;
    temp->pre=body->pre;
    body->pre->next=temp;

}

return head;

}

## 4. 双向链表的删除
   双链表删除结点时，只需遍历链表找到要删除的结点，而后将该节点从表中摘除即可。   例如，删除元素 2 的操作过程如图 所示：![在这里插入图片形容](/img/bVcLGUA)

Node DeleteList(Node head,int data)
{

Node * temp=head;
/* 遍历链表 */
while (temp)
{
    /* 判断以后结点中数据域和 data 是否相等，若相等，摘除该结点 */
    if (temp->data==data) 
    {
        /* 判断是否是头结点 */
        if(temp->pre == NULL)
        {
            head=temp->next;
            temp->next = NULL;
            free(temp);
            return head;
        }
        /* 判断是否是尾节点 */
        else if(temp->next == NULL)
        {
            temp->pre->next=NULL;
            free(temp);
            return head;
        }
        else
        {
            temp->pre->next=temp->next;
            temp->next->pre=temp->pre;
            free(temp);
            return head;   
        }
        

    }
    temp=temp->next;
}
printf("Can not find %d!\r\n",data);
return head;

}

## 5. 双向链表更改节点数据
   更改双链表中指定结点数据域的操作是在查找的根底上实现的。实现过程是：通过遍历找到存储有该数据元素的结点，间接更改其数据域即可。

/更新函数，其中，add 示意更改结点在双链表中的地位，newElem 为新数据的值/
Node ModifyList(Node p,int add,int newElem)
{

Node * temp=p;
/* 遍历到被删除结点 */
for (int i=1; i<add; i++) 
{temp=temp->next;}
temp->data=newElem;
return p;

}

## 6. 双向链表的查找
   通常，双向链表同单链表一样，都仅有一个头指针。因而，双链表查找指定元素的实现同单链表相似，都是从表头顺次遍历表中元素。

/head 为原双链表，elem 示意被查找元素 /
int FindList(Node * head,int elem)
{
/ 新建一个指针 t，初始化为头指针 head/

Node * temp=head;
int i=1;
while (temp) 
{if (temp->data==elem)
    {return i;}
    i++;
    temp=temp->next;
}
/* 程序执行至此处，示意查找失败 */
return -1;

}

## 7. 双向链表的打印

/输入链表的性能函数/
void PrintList(Node * head)
{

Node * temp=head;
while (temp) 
{
    /* 如果该节点无后继节点，阐明此节点是链表的最初一个节点 */
    if (temp->next==NULL) 
    {printf("%d\n",temp->data);
    }
    else
    {printf("%d->",temp->data);
    }
    temp=temp->next;
}

}

## 8. 测试函数及后果

int main()
{

Node * head=NULL;
// 创立双链表
head=CreatList(head,5);
printf("新创建双链表为 \t");
PrintList(head);
// 在表中第 5 的地位插入元素 1
head=InsertListHead(head, 5,1);
printf("在表中第 5 的地位插入元素 1\t");
PrintList(head);
// 在表中第 3 的地位插入元素 7
head=InsertListEnd(head, 3, 7);
printf("在表中第 3 的地位插入元素 7\t");
PrintList(head);
// // 表中删除元素 7
head=DeleteList(head, 7);
printf("表中删除元素 7\t\t\t");
PrintList(head);
printf("元素 1 的地位是 \t：%d\n",FindList(head,1));
// 表中第 3 个节点中的数据改为存储 6
head = ModifyList(head,3,6);
printf("表中第 3 个节点中的数据改为存储 6\t");
PrintList(head);
return 0;

}

![在这里插入图片形容](/img/bVcLGUB)
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