【数据结构-C】双向循环链表基本操作及图解分析

目录

双向链表介绍

双向链表的基本操作及图解分析

1.双向链表创建新的结点

2.双向链表初始化

3.双向链表的尾插

4.双向链表的头插

5.双向链表的头删

6.双向链表的尾删

7.查找某个结点并返回该节点地址

8.在某结点前插入一个新的结点

9.删除某个结点

10.销毁双向链表

总结

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双向链表介绍

双向链表的结点：指针域1+数据域+指针域2

指针域1：指向该结点前面一个结点

指针域2：指向该结点后面一个结点

结构体表示结点：

typedef struct DulNode
{
    struct DulNode *prev;
    struct DulNode *next;
    ElemType data;
}DulNode;                                                                     

带头循环双向链表的头结点：当链表为空时，头结点的指针域1指向自身，头结点的指针域2指向自身。

注意：头结点的数据域不储存数据，在初始化时可以随机给一个数，但是这个数不具有任何作用。

 ➖一条简单的带头双向循环链表

⚙物理结构：

⚙逻辑结构：

双向链表的基本操作及图解分析

1.双向链表创建新的结点

DulNode* BuyNewNode(ElemType data)
{
	DulNode* newNode = (DulNode*)malloc(sizeof(DulNode));
    //结点初始化
	newNode->data = data;
	newNode->prev = NULL;
	newNode->next = NULL;

	return newNode;
}

2.双向链表初始化

初始化：创建一个头结点，使得头结点的指针域指向自己，并返回头结点的地址。

DulNode* InitList()
{
	DulNode* newNode = BuyNewNode(0);

    //让该结点的指针域指向自己，作为头结点
	newNode->next = newNode;
	newNode->prev = newNode;
	
	return newNode;
}

3.双向链表的尾插

Step1:创建新结点，找到尾结点并保存

Step2:将尾结点与新结点连接

Step3:将头结点与新结点连接

void ListPushBack(DulNode* phead, ElemType data)
{
	assert(phead);
	DulNode* newNode = BuyNewNode(data);//创建新结点
	DulNode* tail = phead->prev;//找到尾结点
	
    //尾结点与新结点连接
	tail->next = newNode;
	newNode->prev = tail;

    //头结点与新结点连接
	newNode->next = phead;
	phead->prev = newNode;
	 
}

4.双向链表的头插

Step1：找到第一个结点。

Step2：将第一个结点与新结点连接。

Step3：将新结点与头结点连接

void ListPushFront(DulNode* phead, ElemType data)
{
	assert(phead);
	DulNode* newNode = BuyNewNode(data);
    
	DulNode* first = phead->next;//找到第一个结点

    //新结点与第一个结点连接
	first->prev = newNode;
	newNode->next = first;

    //新结点与头结点连接
	newNode->prev = phead;
	phead->next = newNode;
}

5.双向链表的头删

Step1：找到第一个结点和第二个结点

Step2：将第二个结点与头结点连接

Step3：释放第一个结点

注意：当链表为空时，使用该操作会将链表销毁，所以当链表为空时使用assert()打印错误信息。

void ListPopFront(DulNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);//当链表为空时

	DulNode* first = phead->next;//记录第一个结点
	DulNode* second = first->next;//记录第二个结点

    //将头结点与第二个结点连接
	second->prev=phead;
	phead->next=second;
    
    //释放第一个结点
	free(first);
	first = NULL;
}

6.双向链表的尾删

Step1:找到最后一个结点和倒数第二个结点

Step2:将倒数第二个结点与头结点连接

 Step2:将最后一个结点释放

注意：当链表为空时，使用该操作会将链表销毁，所以当链表为空时使用assert()打印错误信息。

void ListPopBack(DulNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	DulNode* end = phead->prev;//记录尾结点
	DulNode* prev = end->prev;//记录倒数第二个结点

    //将头结点与倒数第二个结点
	prev->next = phead;//尾结点的前一个结点后继尾头结点
	phead->prev = prev;//头结点的前驱为尾结点的前一个结点

	free(end);
	end = NULL;
}

7.查找某个结点并返回该节点地址

DulNode* ListFind(DulNode* phead, ElemType data)
{
	DulNode* cur = phead->next;//定义一个遍历链表的指针

	while (cur !=phead)
	{
		if (cur->data == data)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

8.在某结点前插入一个新的结点

Step1:找到某结点的前一个结点

Step2：将新结点与某结点连接

Step3：将新结点与某结点的前一个结点连接

void ListInsert(DulNode* pos, ElemType data)
{
	assert(pos);
	DulNode* newNode = BuyNewNode(data);
	DulNode* prev = pos->prev;//记录插入位置的前一个结点

	//新结点和pos结点连接
	newNode->next = pos;
	pos->prev = newNode;

	//pos前一个结点和新结点连接
	newNode->prev = prev;
	prev->next = newNode;

}

9.删除某个结点

Step1:找到某结点的前一个结点和后一个结点

Step2:将前一个结点和后一个结点连接

 Step3:释放删除结点

void ListEarst(DulNode* pos)
{
	assert(pos);

	DulNode* prev = pos->prev;
	DulNode* next = pos->next;

	//将删除结点的前后结点进行连接
	prev->next = next;
	next->prev = prev;

	free(pos);
	pos = NULL;
}

10.销毁双向链表

void ListErase(DulNode *phead)
{
    DulNode *cur=phead->next;

    while(cur != phead)
    {
        DulNode *next=cur->next;//先找到下一个结点
        free(cur);//释放该结点
        cur=next;
    }
    
}

总结

链表包括八种

：单向带头循环链表

：单向带头非循环链表

：单向不带头循环链表

：单向不带头非循环链表

：双向带头循环链表

：双向带头非循环链表

：双向不带头循环链表

：双向不带头非循环链表

单向不带头非循环链表 一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结 构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多

双向带头循环链表： 结构最复杂 ，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带 来很多优势，实现反而简单了，

能力有限，有错误之处还请能够指出。谢谢大家的观看。

最后祝大家：岁岁平安，虎虎生威。