（C语言版）链表（三）——实现双向链表创建、删除、插入、释放内存等简单操作

http://blog.csdn.net/fisherwan/article/details/19760681

上午写了下单向循环链表的程序，今天下午我把双向链表的程序写完了。其实双向链表和单向链表也是有很多相似的地方的，听名字可以猜到，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。这里有两个特殊的地方，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）。

我们可以看下双向链表的示意图（自己画的比较难看）：


所以，我们在编程序的时候，这两个指针的控制就是我们的难点，因为我们始终要让这个链表保持这样的链接不管是在创建的时候、插入的时候、删除的时候等，一定要让节点的两个指针指向正确的节点。下面我们来看下双向链表的代码。

DbLinkList.h  头文件——包含节点结构的定义和各种操作函数的声明。

[cpp] view plain copy
  1. #ifndef DOUBLY_LINKED_LIST_H  
  2. #define DOUBLY_LINKED_LIST_H  
  3.   
  4. typedef struct Node  
  5. {  
  6.     int data;  
  7.     struct Node *pNext;  
  8.     struct Node *pPre;  
  9. }NODE, *pNODE;  
  10.   
  11. //创建双向链表  
  12. pNODE CreateDbLinkList(void);  
  13.   
  14. //打印链表  
  15. void TraverseDbLinkList(pNODE pHead);  
  16.   
  17. //判断链表是否为空  
  18. int IsEmptyDbLinkList(pNODE pHead);  
  19.   
  20. //计算链表长度  
  21. int GetLengthDbLinkList(pNODE pHead);  
  22.   
  23. //向链表插入节点  
  24. int InsertEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos, int data);  
  25.   
  26. //从链表删除节点  
  27. int DeleteEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos);  
  28.   
  29. //删除整个链表，释放内存  
  30. void FreeMemory(pNODE *ppHead);  
  31.   
  32. #endif  

DbLinkList.cpp 双向链表的源文件——包含了各种操作函数的定义。

（1）这部分是创建双向链表，和单向链表很相似，但是呢，有些地方还是得注意，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。

[cpp] view plain copy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include "DbLinkList.h"  
  4.   
  5. //创建双向链表  
  6. pNODE CreateDbLinkList(void)  
  7. {  
  8.     int i, length = 0, data = 0;  
  9.     pNODE pTail = NULL, p_new = NULL;  
  10.     pNODE pHead = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  11.   
  12.     if (NULL == pHead)  
  13.     {  
  14.         printf("内存分配失败！\n");  
  15.         exit(EXIT_FAILURE);  
  16.     }  
  17.       
  18.     pHead->data = 0;  
  19.     pHead->pPre = NULL;  
  20.     pHead->pNext = NULL;  
  21.     pTail = pHead;  
  22.   
  23.     printf("请输入想要创建链表的长度：");  
  24.     scanf("%d", &length);  
  25.   
  26.     for (i=1; i<length+1; i++)  
  27.     {  
  28.         p_new = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  29.   
  30.         if (NULL == p_new)  
  31.         {  
  32.             printf("内存分配失败！\n");  
  33.             exit(EXIT_FAILURE);  
  34.         }  
  35.   
  36.         printf("请输入第%d个元素的值：", i);  
  37.         scanf("%d", &data);  
  38.   
  39.         p_new->data = data;  
  40.         p_new->pNext = NULL;  
  41.         p_new->pPre = pTail;  
  42.         pTail->pNext = p_new;  
  43.         pTail = p_new;  
  44.     }  
  45.   
  46.     return pHead;  
  47. }  

（2）这部分是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。

[cpp] view plain copy
  1. //打印链表  
  2. void TraverseDbLinkList(pNODE pHead)  
  3. {  
  4.     pNODE pt = pHead->pNext;  
  5.   
  6.     printf("打印链表如：");  
  7.     while (pt != NULL)  
  8.     {  
  9.         printf("%d ", pt->data);  
  10.         pt = pt->pNext;  
  11.     }  
  12.     putchar('\n');  
  13. }  
  14.   
  15. //判断链表是否为空  
  16. int IsEmptyDbLinkList(pNODE pHead)  
  17. {  
  18.     pNODE pt = pHead->pNext;  
  19.   
  20.     if (p == NULL)  
  21.         return 1;  
  22.     else  
  23.         return 0;  
  24. }  
  25.   
  26. //计算链表的长度  
  27. int GetLengthDbLinkList(pNODE pHead)  
  28. {  
  29.     int length = 0;  
  30.     pNODE pt = pHead->pNext;  
  31.   
  32.     while (pt != NULL)  
  33.     {  
  34.         length++;  
  35.         pt = pt->pNext;  
  36.     }  
  37.     return length;  
  38. }  

（3）这部分是向双向链表插入节点，也跟单向链表很多相似的地方。我们先来看下插入节点时的示意图：


从图中可以看到，每次我们添加一个节点都有很多地方要调节的，也就是每个节点的那两个指针，一定要认真仔细自己动手写一遍，有可能有些细节就会出错。这里有一个地方需要注意，是和单向链表不同的地方，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，因为这不影响程序的结果，但是对于双向链表就不一样了，因为我们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，所以我们要加个判断，判断此时节点是NULL的话就不需要控制它的指针了。

[cpp] view plain copy
  1. //向双向链表中插入节点  
  2. int InsertEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos, int data)  
  3. {  
  4.     pNODE pt = NULL, p_new = NULL;  
  5.   
  6.     if (pos > 0 && pos < GetLengthDbLinkList(pHead)+2)  
  7.     {  
  8.         p_new = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  9.   
  10.         if (NULL == p_new)  
  11.         {  
  12.             printf("内存分配失败！\n");  
  13.             exit(EXIT_FAILURE);  
  14.         }  
  15.   
  16.         while (1)  
  17.         {  
  18.             pos--;  
  19.             if (0 == pos)  
  20.                 break;  
  21.             pHead = pHead->pNext;  
  22.         }  
  23.           
  24.         pt = pHead->pNext;  
  25.         p_new->data = data;  
  26.         p_new->pNext = pt;  
  27.         if (NULL != pt)  
  28.             pt->pPre = p_add;  
  29.         p_new->pPre = pHead;  
  30.         pHead->pNext = p_new;  
  31.           
  32.         return 1;  
  33.     }  
  34.     else  
  35.         return 0;  
  36. }  

（4）这部分是从链表中删除节点，当然这里和单向链表差不多，要注意的地方和插入节点时是一样的，上面已经说明了。

[cpp] view plain copy
  1. //从链表中删除节点  
  2. int DeleteEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos)  
  3. {  
  4.     pNODE pt = NULL;  
  5.   
  6.     if (pos > 0 && pos < GetLengthDbLinkList(pHead) + 1)  
  7.     {  
  8.         while (1)  
  9.         {  
  10.             pos--;  
  11.             if (0 == pos)  
  12.                 break;  
  13.             pHead = pHead->pNext;  
  14.         }  
  15.   
  16.         pt = pHead->pNext->pNext;  
  17.         free(pHead->pNext);  
  18.         pHead->pNext = pt;  
  19.         if (NULL != pt)  
  20.             pt->pPre = pHead;  
  21.   
  22.         return 1;  
  23.     }  
  24.     else  
  25.         return 0;  
  26. }  

（5）这部分是用来释放内存的，注意的地方和上面一样。

[cpp] view plain copy
  1. //删除整个链表，释放内存  
  2. void FreeMemory(pNODE *ppHead)  
  3. {  
  4.     pNODE pt = NULL;  
  5.   
  6.     while (*ppHead != NULL)  
  7.     {  
  8.         pt = (*ppHead)->pNext;  
  9.         free(*ppHead);  
  10.         if (NULL != pt)  
  11.             pt->pPre = NULL;  
  12.         *ppHead = pt;  
  13.     }  
  14. }  

main.cpp 测试程序源文件——通过简单的交互信息来测试各个函数功能是否正确。

[cpp] view plain copy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include "DbLinkList.h"  
  4.   
  5. int main(void)  
  6. {  
  7.     int flag = 0, length = 0;  
  8.     int position = 0, value = 0;  
  9.     pNODE head = NULL;  
  10.   
  11.     head = CreateDbLinkList();  
  12.   
  13.     flag = IsEmptyDbLinkList(head);  
  14.     if (flag)  
  15.         printf("双向链表为空！\n");  
  16.     else  
  17.     {  
  18.         length = GetLengthDbLinkList(head);  
  19.         printf("双向链表的长度为：%d\n", length);  
  20.         TraverseDbLinkList(head);  
  21.     }  
  22.   
  23.     printf("请输入要插入节点的位置和元素值(两个数用空格隔开)：");  
  24.     scanf("%d %d", &position, &value);  
  25.     flag = InsertEleDbLinkList(head, position, value);  
  26.     if (flag)  
  27.     {  
  28.         printf("插入节点成功！\n");  
  29.         TraverseDbLinkList(head);  
  30.     }     
  31.     else  
  32.         printf("插入节点失败！\n");  
  33.   
  34.     flag = IsEmptyDbLinkList(head);  
  35.     if (flag)  
  36.         printf("双向链表为空，不能进行删除操作！\n");  
  37.     else  
  38.     {  
  39.         printf("请输入要删除节点的位置：");  
  40.         scanf("%d", &position);  
  41.         flag = DeleteEleDbLinkList(head, position);  
  42.         if (flag)  
  43.         {  
  44.             printf("删除节点成功！\n");  
  45.             TraverseDbLinkList(head);  
  46.         }     
  47.         else  
  48.             printf("删除节点失败！\n");  
  49.     }  
  50.   
  51.     FreeMemory(&head);  
  52.     if (NULL == head)  
  53.         printf("已成功删除双向链表，释放内存完成！\n");  
  54.     else  
  55.         printf("删除双向链表失败，释放内存未完成！\n");  
  56.   
  57.     return 0;  
  58. }  

PS：相信对很多人来说链表的相关知识其实不难，很快能把这个程序编出来。但是还是有很多细节的问题要自己编过才知道的，我自己在学习的过程中就遇到过，所以我不让大家再走弯路。

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