【数据结构】——双链表（增删查改）

前言：

一：双链表的定义

编辑二：双向链表的实现

2.1：链表的构造

2.2：创建头节点

2.3：创建节点

2.4：链表的尾插

2.5：链表的打印

2.6：链表的尾删

2.7：链表的头插

2.8：链表的头删

2.9：链表的查找

2.10：在目标位置前面插入

2.11：删除目标位置结点

2.12：链表的销毁

总代码：

test.c

List.c

List.h

前言：

双链表的引入是因为单链表要访问某个结点的前驱结点时，只能从头开始遍历，访问后驱结点的复杂度为O(1)，访问前驱结点的复杂度为O(n)。为了克服上述缺点，引入了双链表。

双链表的引进，对于链表的操作有了极大的遍历；

一：双链表的定义

链表由单向的链变成了双向链。

双向链表(double linked list)是在单链表的每个结点中再设置一个指向其前驱结点的指针域。

二：双向链表的实现

2.1：链表的构造

包含了一个数据域，两个指针域（指向前后驱节点）

// 带头+双向+循环链表增删查改实现
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{LTDataType data;		//数据struct ListNode* next;	//下一个指针域struct ListNode* prev;	//上一个指针域
}ListNode;

2.2：创建头节点

双向链表一般都是带头节点的，在链表中，带了头节点对于链表分割这一问题有了简单化；

动态开辟出一块空间，前后指针都指向自己；

//初始化链表头头节点
ListNode* ListInit()
{ListNode* phead = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));assert(phead);phead->data = -1;phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;
}

2.3：创建节点

这里置NULL，和单链表的置NULL，是一样的意思，对后续的操作提供便利；

// 创建返回链表的结点.
ListNode* ListCreate(LTDataType x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));assert(newnode);newnode->data = x;newnode->next = NULL;newnode->prev = NULL;return newnode;
}

2.4：链表的尾插

单链表的尾插还需要考虑是否存在第一个节点，这里直接插入即可；

注意操作顺序

// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* newnode = ListCreate(x);struct ListNode* tail = phead->prev;// phead tail  newnode//newnode->prev = phead->prev;//newnode->next = phead;//phead->prev->next = newnode;//phead->prev = newnode;//注意前后顺序newnode->prev = tail;tail->next = newnode;newnode->next = phead;phead->prev = newnode;}

2.5：链表的打印

这里的关键就是从哪里开始？如何判断结束（因为是循环）？

我们可以从头结点的下一个开始打印，当遇到头结点即是结束；

// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* phead)
{assert(phead);struct ListNode* cur = phead->next;printf("哨兵位<=>");while (cur != phead){printf("%d<=>", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}

2.6：链表的尾删

要多一个断言判断：如果只有一个头指针就不用操作了；

保存尾结点的前驱，释放尾结点即可

// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);	//只有头指针不删struct ListNode* cur = phead->prev;struct ListNode* curPrev = cur->prev;	//尾节点的上一个phead->prev = curPrev;curPrev->next = phead;free(cur);cur = NULL;
}

2.7：链表的头插

和尾插操作相似，定义头节点的下一个结点，进行链接即可；

注意顺序；

// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* newnode = ListCreate(x);struct ListNode* cur = phead->next;newnode->next = cur;	cur->prev = newnode;newnode->prev = phead;phead->next = newnode;
}

2.8：链表的头删

删除操作一般都需要判断一下是否只有头节点。判断双向链表的条件是：phead->next != phead;

// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);	//只有头指针不删ListNode* cur = phead->next;ListNode* next = cur->next;phead->next = next;next->prev = phead;free(cur);cur = NULL;
}

2.9：链表的查找

找到该结点后，返回的是指针，而不是数据，返回该指针位置，方便后续操作

// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* cur = phead->next;while (cur != phead){if (cur->data == x)return cur;cur = cur->next;}return NULL;
}

2.10：在目标位置前面插入

// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{assert(pos);	//检查pos位置是否有效ListNode* newnode = ListCreate(x);newnode->next = pos;	//将newnode节点next prev 链接前后节点newnode->prev = pos->prev;pos->prev->next = newnode;pos->prev = newnode;
}

2.11：删除目标位置结点

// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos)
{assert(pos);ListNode* posPrev = pos->prev;ListNode* next = pos->next;posPrev->next = next;next->prev = posPrev;free(pos);pos = NULL;
}

2.12：链表的销毁

// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* phead)
{assert(phead);ListNode* cur = phead->prev;while (cur != phead)		//将除了头结点的都销毁{ListNode* curPrev = cur->prev;free(cur);cur = curPrev;}free(phead);    //再释放头结点//phead = NULL;
}

总代码：

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"List.h"void test1()
{ListNode* plist = NULL;plist = ListInit();ListPushBack(plist, 1);ListPushBack(plist, 2);ListPushBack(plist, 3);ListPushBack(plist, 4);ListPrint(plist);ListPopBack(plist);ListPrint(plist);ListPopBack(plist);ListPrint(plist);ListPopBack(plist);ListPrint(plist);ListPopBack(plist);ListPrint(plist);}void test2()
{ListNode* plist = NULL;plist = ListInit();ListPrint(plist);//ͷListPushFront(plist, 6);ListPrint(plist);//ͷɾListPopFront(plist);ListPrint(plist);}void test3()
{ListNode* plist = NULL;plist = ListInit();ListPushBack(plist, 1);ListPushBack(plist, 2);ListPushBack(plist, 3);ListPushBack(plist, 4);ListPrint(plist);//βɾListPopBack(plist);ListPopBack(plist);ListPopBack(plist);ListNode* pos = ListFind(plist,1);ListInsert(pos, 666);ListPrint(plist);ListErase(pos);ListPrint(plist);ListDestory(plist);
}
int main()
{//test1();//test2();test3();return 0;
}

List.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"List.h"//初始化链表头头节点
ListNode* ListInit()
{ListNode* phead = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));assert(phead);phead->data = -1;phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;
}// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate(LTDataType x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));assert(newnode);newnode->data = x;newnode->next = NULL;newnode->prev = NULL;return newnode;
}// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* newnode = ListCreate(x);struct ListNode* tail = phead->prev;// phead tail  newnode//newnode->prev = phead->prev;//newnode->next = phead;//phead->prev->next = newnode;//phead->prev = newnode;//注意前后顺序newnode->prev = tail;tail->next = newnode;newnode->next = phead;phead->prev = newnode;}// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* phead)
{assert(phead);struct ListNode* cur = phead->next;printf("哨兵位<=>");while (cur != phead){printf("%d<=>", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);	//只有头指针不删struct ListNode* cur = phead->prev;struct ListNode* curPrev = cur->prev;	//尾节点的上一个phead->prev = curPrev;curPrev->next = phead;free(cur);cur = NULL;
}// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* newnode = ListCreate(x);struct ListNode* cur = phead->next;newnode->next = cur;	cur->prev = newnode;newnode->prev = phead;phead->next = newnode;
}// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);	//只有头指针不删ListNode* cur = phead->next;ListNode* next = cur->next;phead->next = next;next->prev = phead;free(cur);cur = NULL;
}// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* cur = phead->next;while (cur != phead){if (cur->data == x)return cur;cur = cur->next;}return NULL;
}// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{assert(pos);	//检查pos位置是否有效ListNode* newnode = ListCreate(x);newnode->next = pos;	//将newnode节点next prev 链接前后节点newnode->prev = pos->prev;pos->prev->next = newnode;pos->prev = newnode;
}// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos)
{assert(pos);ListNode* posPrev = pos->prev;ListNode* next = pos->next;posPrev->next = next;next->prev = posPrev;free(pos);pos = NULL;
}// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* phead)
{assert(phead);ListNode* cur = phead->prev;while (cur != phead)		//将除了头节点的都销毁{ListNode* curPrev = cur->prev;free(cur);cur = curPrev;}free(phead);//phead = NULL;
}

List.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>// 带头+双向+循环链表增删查改实现
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{LTDataType data;		//数据struct ListNode* next;	//下一个指针域struct ListNode* prev;	//上一个指针域
}ListNode;// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate(LTDataType x);//初始化链表头头节点
ListNode* ListInit();// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x);// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* pHead);// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* pHead);// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x);// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* pHead);// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x);// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos);// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* pHead);