探索数据结构：双向链表的灵活优势


✨✨ 欢迎大家来到贝蒂大讲堂✨✨

🎈🎈养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈

所属专栏：数据结构与算法
贝蒂的主页：Betty’s blog

1. 前言

前面我们学习了单链表，它解决了顺序表中插入删除需要挪动大量数据的缺点。但同时也有仍需改进的地方，比如说：我们有时候需要寻找某个节点的前一个节点，对于单链表而言只能遍历，这样就可能造成大量时间的浪费。为了解决这个问题，我们就要学习今天的主角——带头双向循环链表。

2. 双向链表的功能

  1. 初始化顺序表中的数据。
  2. 对顺序表进行尾插(末尾插入数据)。
  3. 对顺序表进行头插(开头插入数据)。
  4. 对顺序表进行头删(开头删除数据)。
  5. 对顺序表进行尾删(末尾删除数据)。
  6. 对顺序表就像查找数据。
  7. 对顺序表数据进行修改。
  8. 任意位置的删除和插入数据。
  9. 打印顺序表中的数据。
  10. 销毁顺序表。

3. 双向链表的定义

双向链表的定义结构体需要包含三个成员，一个成员存储数值，一个成员存储前一个节点的地址，最后一个成员存储下一个节点的地址。

typedef int LTDataType;
typedef struct DoubleList
{struct DoubleList* prev;//指向前一个节点LTDataType data;struct DoubleList* next;//指向下一个节点
}DListNode;

4. 双向链表的功能

4.1 初始化双向链表

在初始化双向链表时，我们需要创建一个头节点，也就是我们常说的哨兵位头节点。

(1) 创建头结点
DListNode* DLNodeCreat(LTDataType x)
{DListNode* newnode = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail:");return NULL;}newnode->prev = NULL;newnode->next = NULL;newnode->data = x;return newnode;
}
(2) 初始化

初始化将头节点的前后指针都指向自己，并将数值至为-1。

DListNode* InitDList()
{DListNode* phead = DLNodeCreat(-1);phead->prev = phead;phead->next = phead;return phead;
}
(3) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：固定创造一个节点，空间复杂度为O(1)。

4.2 双向链表尾插

因为我们实现的双向链表存在头节点，所以我们不需要像实现单链表一样先判断链表是否为空。

(1) 代码实现
void DListPushBack(DListNode* ptr, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* tail = ptr->prev;DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);tail->next = newnode;newnode->prev = tail;ptr->prev = newnode;newnode->next = ptr;
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：固定创造一个节点，空间复杂度为O(1)。

4.3 双向链表头插

因为带头双向循环链表的特性，即使只有头节点进行头插，代码实现也是相同的。

(1) 代码实现
void DListPushFront(DListNode* ptr, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* next = ptr->next;DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);ptr->next = newnode;newnode->prev =ptr;newnode->next = next;next->prev = newnode;
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：固定创造一个节点，空间复杂度为O(1)。

4.4 双向链表尾删

有了循环找尾节点也十分容易，双向链表尾删自然并不困难。但是需要防止删除头节点。

(1) 代码实现
void DListPopBack(DListNode* ptr)
{assert(ptr);assert(ptr->next != ptr);//放置删除头节点DListNode* tail = ptr->prev;DListNode* tailprev = tail->prev;free(tail);tail == NULL;tailprev->next = ptr;ptr->prev = tailprev;
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.5 双向链表头删

头删与尾删一样，都需要防止删除头节点。

(1) 代码实现
void DListPopFront(DListNode* ptr)
{assert(ptr);assert(ptr->next != ptr);DListNode* phead = ptr->next;DListNode* pheadnext = phead->next;free(phead);ptr->next = pheadnext;pheadnext->prev = ptr;
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.6 双向链表查找

和单链表一样，我们也可以对双向链表进行查找。如果找到就返回该节点的地址，否则返回NULL。

(1) 代码实现
DListNode* DListFind(DListNode* ptr, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){if (cur->data == x){return cur;}cur = cur->next;}return NULL;
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：可能需要遍历整个链表，时间复杂度为O(N)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.7 修改双向链表

我们可以结合双向链表的查找，对双向链表进行修改。

(1) 代码实现
void DListModify(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x)
{assert(ptr);assert(ptr != pos);//防止对头节点操作DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){if (cur == pos){cur->data = x;}cur = cur->next;}
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：可能需要遍历整个链表，时间复杂度为O(N)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.8 双向链表指定插入数据

随机插入数据可以分为：向前插入与向后插入。

(1) 向前插入
void DListInsertF(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);DListNode* prev = pos->prev;newnode->prev = prev;newnode->next = pos;prev->next = newnode;pos->prev = newnode;
}
(2) 向后插入
void DListInsertB(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);DListNode* next = pos->next;newnode->prev = pos;newnode->next = next;next->prev = newnode;pos->next = newnode;
}
(3) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.9 指定位置删除数据

任意删除也需要放置删除头节点，并且因为其特点只需要一个参数就能完成该操作。

(1) 代码实现
void DListErase(DListNode* pos)
{assert(pos);assert(pos != pos->next);pos->prev->next = pos -> next;pos->next->prev = pos->prev;free(pos);pos = NULL;
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.10 打印双向链表

打印双向链表只需将循环之前的数据全部打印即可。

(1) 代码实现
void DLTPrint(DListNode* ptr)
{assert(ptr);printf("guard");DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){printf("<==>%d", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

4.11 销毁双向链表

(1) 代码实现
void DListDestroy(DListNode* ptr)
{assert(ptr);DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){DListNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}free(ptr);
}
(2) 复杂度分析
  • 时间复杂度：没有其他额外的时间消耗，时间复杂度为O(1)。
  • 空间复杂度：没有额外的空间消耗，空间复杂度为O(1)。

5. 完整代码

5.1 DList.h

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct DoubleList
{struct DoubleList* prev;//指向前一个节点LTDataType data;struct DoubleList* next;//指向下一个节点
}DListNode;
DListNode* InitDList();//初始化
void DListPushBack(DListNode* ptr, LTDataType x);//尾插
void DLTPrint(DListNode* ptr);//打印
void DListPushFront(DListNode* ptr, LTDataType x);//头插
void DListPopBack(DListNode* ptr);//尾删
void DListPopFront(DListNode* ptr);//头删
DListNode*DListFind(DListNode* ptr, LTDataType x);//查找
void DListModify(DListNode* ptr, DListNode* pos);//修改
void DListInsertF(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x);//任意位置之前插入
void DListInsertB(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x);//任意位置之后插入
void DListErase(DListNode* pos);//任意位置删除
void DListDestroy(DListNode* ptr);//销毁双向链表

5.2 DList.c

#include"DoubleList.h"
DListNode* DLNodeCreat(LTDataType x)
{DListNode* newnode = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail:");return NULL;}newnode->prev = NULL;newnode->next = NULL;newnode->data = x;return newnode;
}
DListNode* InitDList()
{DListNode* phead = DLNodeCreat(-1);phead->prev = phead;phead->next = phead;return phead;
}
void DListPushBack(DListNode* ptr, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* tail = ptr->prev;DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);tail->next = newnode;newnode->prev = tail;ptr->prev = newnode;newnode->next = ptr;
}
void DListPushFront(DListNode* ptr, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* next = ptr->next;DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);ptr->next = newnode;newnode->prev =ptr;newnode->next = next;next->prev = newnode;
}
void DListPopBack(DListNode* ptr)
{assert(ptr);assert(ptr->next != ptr);//放置删除头节点DListNode* tail = ptr->prev;DListNode* tailprev = tail->prev;free(tail);tail == NULL;tailprev->next = ptr;ptr->prev = tailprev;
}
void DListPopFront(DListNode* ptr)
{assert(ptr);assert(ptr->next != ptr);DListNode* phead = ptr->next;DListNode* pheadnext = phead->next;free(phead);ptr->next = pheadnext;pheadnext->prev = ptr;
}
DListNode* DListFind(DListNode* ptr, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){if (cur->data == x){return cur;}cur = cur->next;}return NULL;
}
void DListModify(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x)
{assert(ptr);assert(ptr != pos);//防止对头节点操作DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){if (cur == pos){cur->data = x;}cur = cur->next;}
}
void DListInsertF(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);DListNode* prev = pos->prev;newnode->prev = prev;newnode->next = pos;prev->next = newnode;pos->prev = newnode;
}
void DListInsertB(DListNode* ptr, DListNode* pos, LTDataType x)
{assert(ptr);DListNode* newnode = DLNodeCreat(x);DListNode* next = pos->next;newnode->prev = pos;newnode->next = next;next->prev = newnode;pos->next = newnode;
}
void DListErase(DListNode* pos)
{assert(pos);assert(pos != pos->next);pos->prev->next = pos -> next;pos->next->prev = pos->prev;free(pos);pos = NULL;
}
void DLTPrint(DListNode* ptr)
{assert(ptr);printf("guard");DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){printf("<==>%d", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}
void DListDestroy(DListNode* ptr)
{assert(ptr);DListNode* cur = ptr->next;while (cur != ptr){DListNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}free(ptr);
}

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/746504.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

day-20 括号生成

day-20 括号生成

思路:用dfs遍历所有的可能的括号组合&#xff0c;再通过istrue&#xff08;&#xff09;方法判断是否合法 code: class Solution {List<String> ansnew ArrayList<>();public List<String> generateParenthesis(int n) {int ln,rn;String s"";de…
阅读更多...
在线考试系统，答题小程序 毕业设计作品

在线考试系统，答题小程序 毕业设计作品

在线考试系统 介绍 在线考试系统&#xff0c;答题小程序&#xff0c;包含web版和小程序版&#xff0c; 支持全平台使用&#xff01;&#xff01;&#xff01; 这是一款 java vue 的前后端分离的考试系统。主要优点是开发、部署简单快捷、界面设计友好、代码结构清晰。支持we…
阅读更多...
将Linux curl命令转换为windows平台的Python代码

将Linux curl命令转换为windows平台的Python代码

大家好，我是爱编程的喵喵。双985硕士毕业，现担任全栈工程师一职，热衷于将数据思维应用到工作与生活中。从事机器学习以及相关的前后端开发工作。曾在阿里云、科大讯飞、CCF等比赛获得多次Top名次。现为CSDN博客专家、人工智能领域优质创作者。喜欢通过博客创作的方式对所学的…
阅读更多...
3款国产良心软件，免费又实用，内存满了都舍不得卸载

3款国产良心软件，免费又实用，内存满了都舍不得卸载

以下三款软件质量卓越&#xff0c;失之交臂&#xff0c;实为遗憾。 1、文电通PDF 曾经一直依赖adobe reader来浏览PDF&#xff0c;但自从遇见文电通PDF&#xff0c;它的界面与Word如出一辙&#xff0c;让我这个习惯使用office的用户感到分外亲切。它不仅完全免费&#xff0c;…
阅读更多...
Rust 深度学习库 Burn

Rust 深度学习库 Burn

一、概述 Burn 它是一个新的综合动态深度学习框架&#xff0c;使用 Rust 构建的&#xff0c;以极高的灵活性、计算效率和可移植性作为其主要目标。 Rust Burn 是一个以灵活性、高性能和易用性为核心设计原则工具&#xff0c;主打就是灵活性 、高性能 及易用性。 二、Rust B…
阅读更多...
基于Python+django影片数据爬取与数据分析设计与实现

基于Python+django影片数据爬取与数据分析设计与实现

博主介绍&#xff1a;✌全网粉丝30W,csdn特邀作者、博客专家、CSDN新星计划导师、Java领域优质创作者,博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java技术领域和毕业项目实战✌ &#x1f345;文末获取源码联系&#x1f345; &#x1f447;&#x1f3fb; 精彩专…
阅读更多...
视觉系统对透明胶水的检测都有哪些方案?

视觉系统对透明胶水的检测都有哪些方案?

透明胶水的检测在工业生产中是一个挑战&#xff0c;因为传统的基于RGB相机的视觉系统通常难以检测透明物体。然而&#xff0c;随着技术的发展&#xff0c;现在有多种方法可以有效地检测透明胶水。 1. 高光谱相机&#xff1a;高光谱相机可以提供不同于传统RGB相机的解决方案。例…
阅读更多...
如何实现固定公网地址远程SSH连接Linux Deepin系统

如何实现固定公网地址远程SSH连接Linux Deepin系统

文章目录 前言1. 开启SSH服务2. Deppin安装Cpolar3. 配置ssh公网地址4. 公网远程SSH连接5. 固定连接SSH公网地址6. SSH固定地址连接测试 前言 Deepin操作系统是一个基于Debian的Linux操作系统&#xff0c;专注于使用者对日常办公、学习、生活和娱乐的操作体验的极致&#xff0…
阅读更多...
Text-to-SQL 工具Vanna | 查看训练数据、删除训练数据

Text-to-SQL 工具Vanna | 查看训练数据、删除训练数据

1.查看训练数据vn.get_training_data vn.get_training_data 源码如下&#xff0c;可以看到返回的是df格式的数据 abstractmethoddef get_training_data(self, **kwargs) -> pd.DataFrame:"""Example:pythonvn.get_training_data()This method is used to ge…
阅读更多...
几大常用的排序算法

几大常用的排序算法

文章目录 一、插入排序二、希尔排序&#xff08;缩小增量排序&#xff09;三、选择排序四、堆排序五、冒泡排序六、快速排序6.1 Hoare法6.2挖坑法快排的优化快排的非递归实现 七、归并排序归并的非递归实现 八、计数排序 一、插入排序 直接插入排序是一种简单的插入排序法&…
阅读更多...
spc x-bar 正态分布 echarts demo

spc x-bar 正态分布 echarts demo

使用echarts,elementUi,vue编写的spc分析的demo示例. 含x-bar和正态分布图,同一数据可以互转 chart.vue <template><div class"app-container"><el-row><el-col :span"4" class"button-container"><el-button clic…
阅读更多...
【vue项目中点击下载】弹窗提示：离开此网站？系统可能不会保存您所做的更改，改为直接下载，不提示此弹窗内容，已解决

【vue项目中点击下载】弹窗提示：离开此网站？系统可能不会保存您所做的更改，改为直接下载，不提示此弹窗内容，已解决

项目中用的是window.location.href实现下载 在Web浏览器中&#xff0c;当尝试通过window.location.href重定向到一个文件下载URL时&#xff0c;浏览器通常会显示一个确认对话框&#xff0c;询问用户是否要离开当前页面&#xff0c;因为下载的文件通常是在新窗口或新标签页中打…
阅读更多...
程序员如何平衡主业与副业？

程序员如何平衡主业与副业？

程序员的副业有哪些&#xff1f; 常见的有接私活&#xff0c;即外包一些软件项目来做&#xff0c;或者是写文章、拍教学视频、开直播等等。在这里&#xff0c;我更推荐程序员的副业是找个软件开发外包平台来接单&#xff0c;就是在工作之外接一下软件开发、外包项目等&#xf…
阅读更多...
软件无线电系列——模拟无线电、数字无线电、软件无线电

软件无线电系列——模拟无线电、数字无线电、软件无线电

本节目录 一、模拟无线电 二、数字无线电 1、窄带数字无线电 2、宽带数字无线电 三、软件无线电本节内容 一、模拟无线电 20世纪80年代的模拟体制(美国的AMPS/欧洲的TACS)被称为第一代移动通信&#xff0c;简称1G,主要目标是为在大范围内有限的用户提供移动电话服务。最主要的…
阅读更多...
如何关闭 Visual Studio 双击异常高亮

如何关闭 Visual Studio 双击异常高亮

[问题描述]&#xff1a; 最近 Visual Studio 更新后&#xff0c;双击选中关键字快要亮瞎我的眼睛了 &#x1f440;&#x1f440; [解决方法]&#xff1a; 摸索了一下&#xff0c;找到了关闭的方法&#xff1a;工具 → 选项 → 文本编辑器 → 常规&#xff0c;然后取消 勾选 sel…
阅读更多...
vue3动态组件未渲染问题

vue3动态组件未渲染问题

渲染问题 component动态组件写法与vue2写法一致&#xff0c;代码如下&#xff1a; <component :is"componentName"/><script setup>import { ref } from vueimport account from ./user/account.vue// 组件名称const componentName ref(account)// 点击…
阅读更多...
【算法】一类支持向量机OC-SVM（1）

【算法】一类支持向量机OC-SVM（1）

【算法】一类支持向量机OC-SVM 前言一类支持向量机OC-SVM 概念介绍示例编写数据集创建实现一类支持向量机OC-SVM完整的示例输出 前言 由于之前毕设期间主要的工具就是支持向量机&#xff0c;从基础的回归和分类到后来的优化&#xff0c;在接触到支持向量机还有一类支持向量机的…
阅读更多...
unity

unity

Unity官方下载_Unity最新版_从Unity Hub下载安装 | Unity中国官网 Unity Remote - Unity 手册 登陆账号&#xff0c;找到一个3d 免费资源 3D Animations & Models | Unity Asset Store unity 里面window->package Manager 里面可以看到自己的asset &#xff0c;下载后…
阅读更多...
MySQL 数据库压力测试

MySQL 数据库压力测试

文章目录 前言1. 安装部署1.1 二进制安装1.2 源码安装 2. 服务器性能测试2.1 CPU2.2 内存2.3 磁盘 3. MySQL 基准测试3.1 参数解析3.2 压测命令3.3 输出解读3.4 结果分析 前言 Sysbench 是一个开源的多线程基准测试工具&#xff0c;也是目前使用最多的 MySQL 压力测试工具。本…
阅读更多...
树莓派与电脑视频实时传输实现

树莓派与电脑视频实时传输实现

编程环境 1、 树莓派 4B 2、 windows 编程语言 python 应用 tkinter scoket opencv 效果 视频同传 服务端视频初始化 服务端视频读取 windows 客户端接收视频流&#xff0c;队列存储 解析视频&#xff0c;存入队列 ui页面数据刷新 下载链接&#xff1a;https://…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023