数据结构——双链表

我宁愿靠自己的力量，打开我的前途，而不愿求有力者垂青 

文章目录

双线向链表各接口函数名或变量名 

双向链表接口实现源码

快速索引【头文件及函数声明】

双向链表接口实现

双向链表的构造分析

双向链表的定义及初始化

双向链表的插入和删除

---

往期回顾：

数据结构——单链表

数据结构——顺序表

  大家好，我是纪宁。

  这篇文章向大家介绍一种相对单链表性能更优的链表——双向链表，它能更高效的实现数据的插入、删除和查找等。

  文章前半段是双向链表对应名称和源码，文章后半段是对双向链表实现的具体解释。

双线向链表各接口函数名或变量名 

LTDataType	双向链表数据类型重命名
ListNode	双向链表结构体
LTNode	双向链表的重命名
BuyLTNode	创建一个结点
LTInit	初始化结点
LTPrint	打印双向链表
LTPushBack	尾插
LTPopBack	尾删
LTPushFront	头插
LTPopFront	头删
LTSize	计算双向链表元素个数
LTFind	找链表元素
LTInsert	在pos之前插入结点
LTErase	删除pos位置的结点

双向链表接口实现源码

快速索引【头文件及函数声明】

#include
#include
#include
typedef int LTDataType;//重命名

typedef struct ListNode
{
	LTDataType Data;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;
LTNode* BuyLTNode(LTDataType x); //创建一个新节点
LTNode* LTInit(); //哨兵位的头结点
void LTPrint(LTNode*phead);//打印双链表
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);//尾插
void LTPopBack(LTNode* phead);//尾删
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);//头插
void LTPopFront(LTNode* phead);//头删
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);//寻找结点
void LTInsert(LTNode*phead,LTNode* pos, LTDataType x); //在pos之前插入结点

双向链表接口实现

LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* nownode =(LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (nownode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
	}
	nownode->Data = x;
	nownode->next = NULL;
	nownode->prev = NULL;
	return nownode;
}

LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = BuyLTNode(0);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	return phead;
}

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* nownode = BuyLTNode(x);
	nownode->next = phead;
	nownode->prev = tail;
	tail->next = nownode;
	phead->prev = nownode;
}

void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	printf("phead<=>");
	LTNode* cur = phead;
	while (cur->next!=phead)
	{
		printf("%d<=>", cur->next->Data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);//只有哨兵位的时候不能删
	LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* tailPrev = tail->prev;
	tailPrev->next = tail->next;
	phead->prev = tailPrev;
	free(tail);
}
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* first = phead->next;
	LTNode* nownode = BuyLTNode(x);
	nownode->next = first;
	nownode->prev = phead;
	phead->next = nownode;
	first->prev = nownode;
}

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);//只有哨兵位的时候不能删除
	LTNode* first = phead->next;
	LTNode* second = first->next;
	phead->next = second;
	second->prev = phead;
	free(first);
}

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead;
	while (cur->next != phead)
	{
		if (cur->next->Data == x)
			return  cur->next;
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

void LTInsert(LTNode* phead, LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	assert(pos);
	LTNode* cur = phead;
	while (cur->next != pos)
	{
		cur = cur->next;
	}
	LTNode*nownode = BuyLTNode(x);
	nownode->next = pos;
	nownode->prev = cur;
	cur->next = nownode;
	pos->prev = nownode;
}

void LTErase(LTNode* phead, LTNode* pos)
{
	assert(pos&&phead);
	assert(pos->next != pos);
	assert(phead->next != phead);
	LTNode* cur = phead;
	LTNode* posNext = pos->next;
	while (cur->next != pos)
	{
		cur = cur->next;
	}
	cur->next = posNext;
	posNext->prev = cur;
	free(pos);
}

双向链表的构造分析

  双向链表，相对于单链表不同的是双向链表的节点有两个指针域，一个指向后一个节点，另一个指向前一个节点，默认双向链表都是有带哨兵位的头节点，哨兵位的头节点中储存着第一个有效节点的地址（phead->next）和最后一个有效节点的地址（phead->prev）。

单双链表逻辑图对比

单双链表物理图对比

双向链表的定义及初始化

  双向链表中有一个数据域和两个指针域，一个指针指向下一个节点的地址，一个指针指向上一个节点的地址，将这个双链表的结构再重命名。

  双向链表在新开辟节点的时候，要先开辟一个节点大小的空间，将它的 next 和 NULL 指向空，然后将它的数据域值赋为 x。

双向链表的插入和删除

  双向链表的删除，首先要要明确的一点是不能删除哨兵位这个头节点，因为它是整个双向链表的结构支撑。删除的时候，要找到即将删除节点的上一个节点和下一个节点，将上一个节点的 next 指针指向下一个节点，将下一个节点的 prev 指针指向 上一个节点。最后，将删除的节点空间释放。

  双向链表的插入，在插入的时候，理论上在任何位置都是可以插入节点的。因为在初始化的时候，定义新创建节点的指针域都为空。所以在插入的时候，要改变插入节点的两个指针域，将它的next 指针指向下一个节点，将它的 prev 指针指向上一个节点。同样，将上一个节点的 next 指针指向这个新节点，将下一个指针的 prev 指针指向这个新节点。