数据结构与算法教程，数据结构C语言版教程！（第二部分、线性表详解：数据结构线性表10分钟入门）七

 第二部分、线性表详解：数据结构线性表10分钟入门

线性表，数据结构中最简单的一种存储结构，专门用于存储逻辑关系为"一对一"的数据。

线性表，基于数据在实际物理空间中的存储状态，又可细分为顺序表（顺序存储结构）和链表（链式存储结构）。

本章还会讲解顺序表和链表的结合体——静态链表，不仅如此，还会涉及循环链表、双向链表、双向循环链表等链式存储结构。

十三、双向链表及创建（C语言）详解

目前我们所学到的链表，无论是动态链表还是静态链表，表中各节点中都只包含一个指针（游标），且都统一指向直接后继节点，通常称这类链表为单向链表（或单链表）。

虽然使用单链表能 100% 解决逻辑关系为 "一对一" 数据的存储问题，但在解决某些特殊问题时，单链表并不是效率最优的存储结构。比如说，如果算法中需要大量地找某指定结点的前趋结点，使用单链表无疑是灾难性的，因为单链表更适合 "从前往后" 找，而 "从后往前" 找并不是它的强项。

为了能够高效率解决类似的问题，本节来学习双向链表（简称双链表）。

从名字上理解双向链表，即链表是 "双向" 的，如图 1 所示：

双向链表结构示意图

图 1 双向链表结构示意图

双向，指的是各节点之间的逻辑关系是双向的，但通常头指针只设置一个，除非实际情况需要。

从图 1 中可以看到，双向链表中各节点包含以下 3 部分信息（如图 2 所示）：

  1. 指针域：用于指向当前节点的直接前驱节点；
  2. 数据域：用于存储数据元素。
  3. 指针域：用于指向当前节点的直接后继节点；

双向链表的节点构成

图 2 双向链表的节点构成

因此，双链表的节点结构用 C 语言实现为：

typedef struct line{

        struct line * prior; //指向直接前趋

        int data;

         struct line * next; //指向直接后继

}line;

一、双向链表的创建

同单链表相比，双链表仅是各节点多了一个用于指向直接前驱的指针域。因此，我们可以在单链表的基础轻松实现对双链表的创建。

需要注意的是，与单链表不同，双链表创建过程中，每创建一个新节点，都要与其前驱节点建立两次联系，分别是：

  • 将新节点的 prior 指针指向直接前驱节点；
  • 将直接前驱节点的 next 指针指向新节点；

这里给出创建双向链表的 C 语言实现代码：

line* initLine(line * head){

        head=(line*)malloc(sizeof(line));//创建链表第一个结点（首元结点）

        head->prior=NULL;

        head->next=NULL;

        head->data=1;

        line * list=head;

        for (int i=2; i<=3; i++) {

                //创建并初始化一个新结点

                line * body=(line*)malloc(sizeof(line));

                body->prior=NULL;

                body->next=NULL;

                body->data=i;

                list->next=body;//直接前趋结点的next指针指向新结点

                body->prior=list;//新结点指向直接前趋结点

                list=list->next;

        }

        return head;

}

我们可以尝试着在 main 函数中输出创建的双链表，C 语言代码如下：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

//节点结构

typedef struct line{

        struct line * prior;

        int data;

        struct line * next;

}line;

//双链表的创建函数

line* initLine(line * head);

//输出双链表的函数

void display(line * head);

int main() {

        //创建一个头指针

         line * head=NULL;

         //调用链表创建函数

         head=initLine(head);

         //输出创建好的链表

         display(head);

         //显示双链表的优点

        printf("链表中第 4 个节点的直接前驱是：%d",head->next->next->next->prior->data);         return 0;

}

line* initLine(line * head){

         //创建一个首元节点，链表的头指针为head

         head=(line*)malloc(sizeof(line));

         //对节点进行初始化

         head->prior=NULL;

         head->next=NULL;

         head->data=1;

         //声明一个指向首元节点的指针，方便后期向链表中添加新创建的节点

         line * list=head;

         for (int i=2; i<=5; i++) {

                 //创建新的节点并初始化

                 line * body=(line*)malloc(sizeof(line));

                 body->prior=NULL;

                 body->next=NULL;

                 body->data=i;

                 //新节点与链表最后一个节点建立关系

                 list->next=body;

                 body->prior=list;

                 //list永远指向链表中最后一个节点

                 list=list->next;

         }

         //返回新创建的链表

         return head;

}

void display(line * head){

         line * temp=head; while (temp) {

                 //如果该节点无后继节点，说明此节点是链表的最后一个节点

                 if (temp->next==NULL) {

                         printf("%d\n",temp->data);

                 }else{

                         printf("%d <-> ",temp->data);

                 }

                 temp=temp->next;

        }

}

程序运行结果：

1 <-> 2 <-> 3 <-> 4 <-> 5
链表中第 4 个节点的直接前驱是：3

十四、双向链表基本操作（C语言实现）

前面学习了如何创建一个双向链表，本节学习有关双向链表的一些基本操作，即如何在双向链表中添加、删除、查找或更改数据元素。

本节知识基于已熟练掌握双向链表创建过程的基础上，我们继续上节所创建的双向链表来学习本节内容，创建好的双向链表如图 1 所示：

双向链表示意图

图 1 双向链表示意图

一、双向链表添加节点

根据数据添加到双向链表中的位置不同，可细分为以下 3 种情况：

（1）添加至表头

将新数据元素添加到表头，只需要将该元素与表头元素建立双层逻辑关系即可。

换句话说，假设新元素节点为 temp，表头节点为 head，则需要做以下 2 步操作即可：

  1. temp->next=head; head->prior=temp;
  2. 将 head 移至 temp，重新指向新的表头；

例如，将新元素 7 添加至双链表的表头，则实现过程如图 2 所示：

添加元素至双向链表的表头

图 2 添加元素至双向链表的表头

（2）添加至表的中间位置

同单向链表添加数据类似，双向链表中间位置添加数据需要经过以下 2 个步骤，如图 3 所示：

  1. 新节点先与其直接后继节点建立双层逻辑关系；
  2. 新节点的直接前驱节点与之建立双层逻辑关系；

双向链表中间位置添加数据元素

图 3 双向链表中间位置添加数据元素

（3）添加至表尾

与添加到表头是一个道理，实现过程如下（如图 4 所示）：

  1. 找到双链表中最后一个节点；
  2. 让新节点与最后一个节点进行双层逻辑关系；

双向链表尾部添加数据元素

图 4 双向链表尾部添加数据元素

因此，我们可以试着编写双向链表添加数据的 C 语言代码，参考代码如下：

line * insertLine(line * head,int data,int add){

        //新建数据域为data的结点

        line * temp=(line*)malloc(sizeof(line));

        temp->data=data;

        temp->prior=NULL; t

        emp->next=NULL;

        //插入到链表头，要特殊考虑

        if (add==1) {

                temp->next=head;

                head->prior=temp;

                head=temp;

        }else{

                line * body=head;

                //找到要插入位置的前一个结点

                for (int i=1; i<add-1; i++) {

                        body=body->next;

                }

                //判断条件为真，说明插入位置为链表尾

                if (body->next==NULL) {

                        body->next=temp;

                        temp->prior=body;

                }else{

                        body->next->prior=temp;

                        temp->next=body->next;

                        body->next=temp;

                        temp->prior=body;

                }

        }

        return head;

}

二、双向链表删除节点

双链表删除结点时，只需遍历链表找到要删除的结点，然后将该节点从表中摘除即可。

例如，从图 1 基础上删除元素 2 的操作过程如图 5 所示：

双链表删除元素操作示意图

图 5 双链表删除元素操作示意图

双向链表删除节点的 C 语言实现代码如下：

//删除结点的函数，data为要删除结点的数据域的值

line * delLine(line * head,int data){

        line * temp=head;

        //遍历链表

        while (temp) {

                //判断当前结点中数据域和data是否相等，若相等，摘除该结点

                if (temp->data==data) {

                        temp->prior->next=temp->next;

                        temp->next->prior=temp->prior;

                        free(temp);

                        return head;

                }

                temp=temp->next;

        }

        printf("链表中无该数据元素");

        return head;

}

三、双向链表查找节点

通常，双向链表同单链表一样，都仅有一个头指针。因此，双链表查找指定元素的实现同单链表类似，都是从表头依次遍历表中元素。

C 语言实现代码为：

//head为原双链表，elem表示被查找元素

int selectElem(line * head,int elem){

//新建一个指针t，初始化为头指针 head

        line * t=head;

        int i=1;

        while (t) {

                if (t->data==elem) {

                        return i;

                }

                i++;

                t=t->next;

        }

        //程序执行至此处，表示查找失败

        return -1;

}

四、双向链表更改节点

更改双链表中指定结点数据域的操作是在查找的基础上完成的。实现过程是：通过遍历找到存储有该数据元素的结点，直接更改其数据域即可。

实现此操作的 C 语言实现代码如下：

//更新函数，其中，add 表示更改结点在双链表中的位置，newElem 为新数据的值

line *amendElem(line * p,int add,int newElem){

        line * 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;

}

五、总结

这里给出双链表中对数据进行 "增删查改" 操作的完整实现代码：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

typedef struct line{

        struct line * prior;

        int data;

        struct line * next;

}line;

//双链表的创建

line* initLine(line * head);

//双链表插入元素，add表示插入位置

line * insertLine(line * head,int data,int add);

//双链表删除指定元素

line * delLine(line * head,int data);

//双链表中查找指定元素

int selectElem(line * head,int elem);

//双链表中更改指定位置节点中存储的数据，add表示更改位置

line *amendElem(line * p,int add,int newElem); /

/输出双链表的实现函数

void display(line * head);

int main() {

        line * head=NULL;

        //创建双链表

        head=initLine(head);

        display(head);

        //在表中第 3 的位置插入元素 7

        head=insertLine(head, 7, 3);

        display(head);

        //表中删除元素 2

        head=delLine(head, 2);

        display(head);

        printf("元素 3 的位置是：%d\n",selectElem(head,3));

        //表中第 3 个节点中的数据改为存储 6

        head = amendElem(head,3,6);

        display(head);

        return 0;

}

line* initLine(line * head){

        head=(line*)malloc(sizeof(line));

        head->prior=NULL;

        head->next=NULL;

        head->data=1; l

        ine * list=head;

        for (int i=2; i<=5; i++) {

                line * body=(line*)malloc(sizeof(line));

                body->prior=NULL;

                body->next=NULL;

                body->data=i;

                list->next=body;

                body->prior=list;

                list=list->next;

        }

        return head;

}

line * insertLine(line * head,int data,int add){

        //新建数据域为data的结点

        line * temp=(line*)malloc(sizeof(line));

        temp->data=data;

        temp->prior=NULL;

        temp->next=NULL;

        //插入到链表头，要特殊考虑

        if (add==1) {

                temp->next=head;

                head->prior=temp;

                head=temp;

        }else{

                line * body=head;

                //找到要插入位置的前一个结点

                for (int i=1; i<add-1; i++) {

                        body=body->next;

                }

                //判断条件为真，说明插入位置为链表尾

                if (body->next==NULL) {

                        body->next=temp;

                        temp->prior=body;

                }else{

                        body->next->prior=temp;

                        temp->next=body->next;

                        body->next=temp;

                        temp->prior=body;

                }

        }

        return head;

}

line * delLine(line * head,int data){

        line * temp=head;

        //遍历链表

        while (temp) {

                //判断当前结点中数据域和data是否相等，若相等，摘除该结点

                if (temp->data==data) {

                        temp->prior->next=temp->next;

                        temp->next->prior=temp->prior;

                        free(temp);

                        return head;

                }

                temp=temp->next;

        }

        printf("链表中无该数据元素");

        return head;

}

//head为原双链表，elem表示被查找元素

int selectElem(line * head,int elem){

        //新建一个指针t，初始化为头指针head

        line * t=head;

        int i=1;

        while (t) {

                if (t->data==elem) {

                        return i;

                }

                i++;

                t=t->next;

        }

        //程序执行至此处，表示查找失败

        return -1;

}

//更新函数，其中，add 表示更改结点在双链表中的位置，newElem 为新数据的值

line *amendElem(line * p,int add,int newElem){

        line * 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;

}

//输出链表的功能函数

void display(line * head){

        line * temp=head;

        while (temp) {

                if (temp->next==NULL) {

                        printf("%d\n",temp->data);

                }else{

                                printf("%d->",temp->data);

                }

                temp=temp->next;

        }

}

程序执行结果为：

1->2->3->4->5
1->2->7->3->4->5
1->7->3->4->5
元素 3 的位置是：3
1->7->6->4->5

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/597905.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

类和对象及其关系

类和对象及其关系

类 类概述&#xff1a; 类是对现实生活中一类具有共同属性和行为事物的抽象类特点&#xff1a; 1、类是对象的数据类型 2、类是具有相同属性和行为的一组对象的集合// 类是对象的数据类型 class Student{}class Test{public static void main(String[] args){// int a 20; 类…
阅读更多...
量子计算需要解决哪些复杂问题？

量子计算需要解决哪些复杂问题？

量子计算原理基于量子力学的基本概念和原理&#xff0c;与经典计算在根本上有所不同。以下是量子计算的一些核心原则&#xff1a; 1. 量子比特&#xff08;Qubit&#xff09;&#xff1a;量子计算的基本信息单位是量子比特&#xff0c;或称qubit。不同于经典计算中的比特&…
阅读更多...
leetcode贪心(单调递增的数字、监控二叉树)

leetcode贪心(单调递增的数字、监控二叉树)

738.单调递增的数字 给定一个非负整数 N&#xff0c;找出小于或等于 N 的最大的整数&#xff0c;同时这个整数需要满足其各个位数上的数字是单调递增。 &#xff08;当且仅当每个相邻位数上的数字 x 和 y 满足 x < y 时&#xff0c;我们称这个整数是单调递增的。&#xff…
阅读更多...
Oracle导出CSV文件

Oracle导出CSV文件

利用spool spool基本格式&#xff1a; spool 路径文件名 select col1||,||col2||,||col3||,||col4 from tablename; spool off spool常用的设置&#xff1a; set colsep ;　　　 //域输出分隔符 set echo off;　　　　//显示start启动的脚本中的每个sql命令&#xff0c;缺…
阅读更多...
Jvm之垃圾收集器（个人见解仅供参考）

Jvm之垃圾收集器（个人见解仅供参考）

问&#xff1a;什么是垃圾收集算法中的分代收集理论&#xff1f; 答&#xff1a;分代收集理论是垃圾收集算法的一种思想&#xff0c;根据对象存活周期的不同将内存分为几块&#xff0c;一般将java堆分为新生代和老年代。这种理论使得我们可以根据各个年代的特点选择合适的垃圾收…
阅读更多...
14.9-时序和组合的混合逻辑——使用非阻塞赋值

14.9-时序和组合的混合逻辑——使用非阻塞赋值

时序和组合的混合逻辑——使用非阻塞赋值 1&#xff0c;在一个always块中同时实现组合逻辑和时序逻辑2&#xff0c;将组合和时序逻辑分别写入两个always块中 原则4&#xff1a;在同一个always块中描述时序和组合逻辑混合电路时&#xff0c;用非阻塞赋值。 1&#xff0c;在一个…
阅读更多...
Python 可视化 web 神器 streamlit

Python 可视化 web 神器 streamlit

官网&#xff1a;https://streamlit.io/ github&#xff1a;https://github.com/streamlit/streamlit API 参考&#xff1a;https://docs.streamlit.io/library/api-reference 1、streamlit 简介 streamlit 简介 Streamlit 是Python可视化 web 神器 &#xff0c;是一个开箱即…
阅读更多...
Nginx(十六) 配置文件详解 - server stream服务流

Nginx(十六) 配置文件详解 - server stream服务流

本篇文章主要讲 ngx_stream_core_module 模块下各指令的使用方法&#xff0c;Nginx默认未配置该模块&#xff0c;需要用“--with-stream”配置参数重新编译Nginx。 worker_processes auto;error_log /var/log/nginx/error.log info;events {worker_connections 1024; }stream…
阅读更多...
宇宙最快最高级且开源的密码破解利器 —— Hashcat

宇宙最快最高级且开源的密码破解利器 —— Hashcat

目录 一. 前言 二. Hashcat 安装 2.1. Hashcat 官网下载 2.2. hash 类型识别工具 HashIdentifier 2.3. John The Ripper 三. Hashcat 全部参数 3.1. Hashcat 的攻击模式&#xff08;-a 参数&#xff09; 3.2. 输出格式&#xff08;--outfile-format 参数&#xff09; …
阅读更多...
【算法专题】回溯算法

【算法专题】回溯算法

回溯 回溯算法1. 全排列2. 子集3. 找出所有子集的异或总和再求和4. 全排列Ⅱ5. 电话号码的字母组合6. 括号生成7. 组合8. 目标和9. 组合总和10. 字母大小写全排列11. 优美的排列12. N皇后13. 有效的数独14. 解数独15. 单词搜索16. 黄金矿工17. 不同路径III 回溯算法 什么是回溯…
阅读更多...
Unity 使用 Plastic 同步后，正常工程出现错误

Unity 使用 Plastic 同步后，正常工程出现错误

class Newtonsoft.Json.Linq.JToken e CS0433:类型"JToken"同时存在于"Newtonsoft.Json.Net20,Version3.5.0.0,Cultureneutral,,PublicKeyToken30ad4fe6b2a6aeed"和"Newtonsoft.Json, Version12.0.0.0,Cultureneutral,PublicKeyToken30ad4fe6b2a6aeed…
阅读更多...
Rust-使用Serde对json数据进行反序列化

Rust-使用Serde对json数据进行反序列化

引言 JSON作为目前流行的数据格式之一&#xff0c;被大家广泛使用。在日常的开发实践中&#xff0c;将JSON数据反序列化为对应的类型具有以下几个重要的意义&#xff1a; 1. 访问和操作数据 将JSON数据反序列化为对应的类型&#xff0c;可以更方便地访问和操作数据&#xff0c…
阅读更多...
初始Java

初始Java

目录 前言&#xff1a; 配置环境变量&#xff1a; Java程序的执行&#xff1a; JDK、JRE、JVM之间的关系&#xff1a; 一些概念&#xff1a; 基础语法&#xff1a; main方法&#xff1a; 快捷方法&#xff1a; 注释方法&#xff1a; 符号&#xff1a; 编码格式&am…
阅读更多...
打包与解包：Go 中 archive 库的实战应用

打包与解包：Go 中 archive 库的实战应用

打包与解包&#xff1a;Go 中 archive 库的实战应用 引言archive 库概览支持的文件格式archive 库与其他 Go 标准库的协同 使用 archive/tar 打包与解包打包文件到 Tar 归档从 Tar 归档解包文件 使用 archive/zip 进行压缩与解压缩创建 Zip 压缩文件从 Zip 归档解压文件 总结与…
阅读更多...
C++ 具名要求-基本概念-指定该对象可以析构

C++ 具名要求-基本概念-指定该对象可以析构

此页面中列出的具名要求&#xff0c;是 C 标准的规范性文本中使用的具名要求&#xff0c;用于定义标准库的期待。 某些具名要求在 C20 中正在以概念语言特性进行形式化。在那之前&#xff0c;确保以满足这些要求的模板实参实例化标准库模板是程序员的重担。若不这么做&#xf…
阅读更多...
PythonStudio=vb7国人写的python可视化窗体设计器IDE，可以替代pyqt designer等设计器了

PythonStudio=vb7国人写的python可视化窗体设计器IDE，可以替代pyqt designer等设计器了

【免费】PythonStudio-1.1.5-x86最新版国人开发的python界面ide&#xff0c;可以制作窗体资源-CSDN文库https://download.csdn.net/download/xiaoyao961/88688447 【免费】PythonStudio-1.1.5-x64-Setup.exe国人开发的python界面ide&#xff0c;可以制作窗体资源-CSDN文库https…
阅读更多...
SysML：系统建模语言在复杂系统设计中的应用

SysML：系统建模语言在复杂系统设计中的应用

一、引言 SysML&#xff0c;即系统建模语言&#xff0c;是一种用于描述和分析复杂系统的标准化建模方法。它的发展起源于对软件开发过程中需求的不断演变和复杂化的认识。SysML的重要性在于它提供了一种统一的建模语言&#xff0c;能够有效地捕捉和表达系统的不同方面&#xf…
阅读更多...
VM中安装Linux以及Win系统

VM中安装Linux以及Win系统

目录 准备条件 安装RHEL9.3 步骤一&#xff1a;按照图片进行操作 步骤二&#xff1a;选择配置方式 步骤三&#xff1a;选择虚拟芯片 步骤四&#xff1a;安装镜像 步骤五&#xff1a;选择操作系统 步骤六&#xff1a;名字以及存储位置 步骤七&#xff1a;配置虚拟机参数…
阅读更多...
Unity获取相机渲染范围内的所有物体

Unity获取相机渲染范围内的所有物体

1.获取所有相机渲染的物体&#xff08;包括子物体&#xff09;。 using System.Collections.Generic; using UnityEngine;public class RenderedObjects : MonoBehaviour {public Camera camera;private void Start(){if (camera null){camera Camera.main;}}private void …
阅读更多...
js object 去重

js object 去重

测试&#xff1a;数据 let arr [ { a: 1, b: 2 }, { b: 3, a: 4 }, { b: 2, a: 1 } ] 结果 function unique(arr) {const newArr [...arr]for (let i 0; i < newArr.length; i) {for (let j i 1; j < newArr.length; j) {if (this.duibi(newArr[i], newArr[j])) {ne…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023