11 双向链表

单链表的局限：

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单链表的缺点：逆序访问单链表中的元素耗时大。（时间复杂度：O²）

双向链表的定义

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第0个节点【a1】的pre指针为NULL，要注意

插入操作：

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删除操作：

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初步实现双链表代码：

插入代码中要注意：

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注意：第0个元素的pre指针为NULL

插入的是空双链表中的第一个元素,示意图：

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插入的为最后一个元素：

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main.c

//双链表
#include "DLinkList.h"
struct Value
{DLinkListNode header;int v;
};
int main() {int i;DLinkList* list = DLinkList_Create();struct Value v1;struct Value v2;struct Value v3;struct Value v4;struct Value v5;v1.v = 1;v2.v = 2;v3.v = 3;v4.v = 4;v5.v = 5;DLinkList_Insert(list, &v1, DLinkList_Length(list));DLinkList_Insert(list, &v2, DLinkList_Length(list));DLinkList_Insert(list, &v3, DLinkList_Length(list));DLinkList_Insert(list, &v4, DLinkList_Length(list));DLinkList_Insert(list, &v5, DLinkList_Length(list));for ( i = 0; i < DLinkList_Length(list); i++){struct Value* pv = (struct Value*)DLinkList_Get(list, i);printf("%d\n", pv->v);}printf("\n");DLinkList_Delete(list, DLinkList_Length(list) - 1);DLinkList_Delete(list, 0);for (i = 0; i < DLinkList_Length(list); i++){struct Value* pv = (struct Value*)DLinkList_Get(list, i);printf("%d\n", pv->v);}DLinkList_Destory(list);
}

DLinkList.h

#pragma once
#pragma once
#pragma once
#include <stdio.h>typedef void DLinkList;
//定义包含指针next的结构体
typedef struct _tag_DLinkListNode DLinkListNode;
typedef struct _tag_DLinkListNode
{DLinkListNode*  next;DLinkListNode*  pre;
};/*
该方法用于创建并且返回一个空的线性表
*/
DLinkList* DLinkList_Create();/*
该方法用于销毁一个线性表DLinkList
*/
void DLinkList_Destory(DLinkList* list);/*
该方法用于将一个线性表DLinkList中的所有元素清空
使得线性表回到创建时的初始状态
*/
void DLinkList_Clear(DLinkList* list);/*
该方法用于返回一个线性表DLinkList中的所有元素个数
*/
int DLinkList_Length(DLinkList* list);int DLinkList_Capacity(DLinkList* list);/*
该方法用于向一个线性表DLinkList的pos位置处插入新元素node
返回值为1表示插入成功，0表示插入失败
*/
int DLinkList_Insert(DLinkList* list, DLinkListNode* node, int pos);/*
该方法用于获取一个线性表DLinkList的pos位置处的元素
返回值为pos位置处的元素，NULL表示获取失败
*/
DLinkListNode* DLinkList_Get(DLinkList* list, int pos);/*
该方法用于删除一个线性表DLinkList的pos位置处的元素
返回值为被删除的元素，NULL表示删除失败
*/
DLinkListNode* DLinkList_Delete(DLinkList* list, int pos);

DLinkList.c

#include "DLinkList.h"typedef struct _tag_DLinkList
{DLinkListNode header;//头指针int length;//单链表的长度
}TDLinkList; //类型：既代表头结点，又代表整个单链表DLinkList* DLinkList_Create() {TDLinkList* ret = (TDLinkList*)malloc(sizeof(TDLinkList));if (ret) {ret->length = 0;ret->header.next = NULL;ret->header.pre = NULL;}
}void DLinkList_Destory(DLinkList* list) {free(list);
}void DLinkList_Clear(DLinkList* list) {((TDLinkList*)list)->length = 0;((TDLinkList*)list)->header.next = NULL;((TDLinkList*)list)->header.pre = NULL;}int DLinkList_Length(DLinkList* list) {return ((TDLinkList*)list)->length;
}int DLinkList_Insert(DLinkList* list, DLinkListNode* node, int pos) {TDLinkList* tll = (TDLinkList*)list;int i = 0;int ret = -1;ret = (tll != NULL) && (pos >= 0) && (node != NULL);if (ret) {DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)tll;DLinkListNode* next = NULL;//移动current指针到pos位置for (i = 0; (i < pos) && (current->next != NULL); i++){current = current->next;}next = current->next; ////关键current->next = node;//插入的步骤node->next = next;if (next) {next->pre = node;}node->pre = current;//个人认为这个判定条件不对：如果链表原来长度为5，现在要插入第0个位置【即链表第一个节点】，此if的代码不会被执行，//那么第一个节点的pre指针就不能被赋值为NULL，导致问题if (tll->length == 0) {node->pre = NULL; }tll->length++;}return ret;
}DLinkListNode* DLinkList_Get(DLinkList* list, int pos) {TDLinkList* tll = (TDLinkList*)list;DLinkListNode* ret = NULL;int i = 0;if ((tll != NULL) && (pos >= 0) && pos < tll->length) {DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)tll;for (i = 0; i < pos; i++){current = current->next;}ret = current->next;}return ret;
}DLinkListNode* DLinkList_Delete(DLinkList* list, int pos) {TDLinkList* tll = (TDLinkList*)list;DLinkListNode* ret = NULL;int i = 0;if ((tll != NULL) && (pos >= 0) && pos < tll->length) {DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)tll;DLinkListNode* next = NULL;for (i = 0; i < pos; i++){current = current->next;}ret = current->next;next = ret->next;	current->next = next;//删除的步骤if (next) {next->pre = current;if (current == (DLinkListNode*)tll) { //如果删除的是第一个元素next->pre = NULL;}}tll->length--;}return ret;
}