链表(二) 双链表操作详解

文章目录

  • 四、双向带头循环链表的实现
    • List.h
    • List.c
      • 创建返回链表的头结点
      • 双向链表打印
      • 双向链表尾插
      • 双向链表尾删
      • 双向链表头插
      • 双向链表头删
      • 双向链表查找
      • 双向链表在pos的前面进行插入
      • 双向链表删除pos位置的节点
  • 五、单链表与双链表比较

什么是链表及单链表的实现请跳转: 链表(一) 单链表操作详解
链表(二) 双链表操作详解_第1张图片

四、双向带头循环链表的实现

链表(二) 双链表操作详解_第2张图片

链表(二) 双链表操作详解_第3张图片
代码结构设计:

  • List.h: 存放链表结构及需要用到的头文件,函数声明等
  • List.c: 各种操作函数的具体实现

List.h

#pragma once
#include 
#include 
#include 

// 带头+双向+循环链表增删查改实现

typedef int LTDataType;

typedef struct ListNode
{
	LTDataType data;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}ListNode;

// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate();
// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* pHead);
// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x);
// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* pHead);
// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x);
// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* pHead);
// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos);

List.c

#include "List.h"

//创建节点,此函数用于方便创建节点
ListNode* ListBuy(int x)
{
	ListNode* node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	node->data = x;
	node->next = NULL;
	node->prev = NULL;

	return node;
}

创建返回链表的头结点

ListNode* ListCreate()
{
	ListNode* head = ListBuy(0);

	head->next = head;
	head->prev = head;

	return head;
}

链表(二) 双链表操作详解_第4张图片

双向链表打印

void ListPrint(ListNode* pHead)
{
	assert(pHead);
	ListNode* cur = pHead->next;
	printf("head <=> ");

	while (cur != pHead)
	{
		printf("%d <=> ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

双向链表尾插

void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	assert(pHead);

	ListNode* newNode = ListBuy(x);
	ListNode* tail = pHead->prev;

	tail->next = newNode;
	newNode->prev = tail;

	pHead->prev = newNode;
	newNode->next = pHead;
}

链表(二) 双链表操作详解_第5张图片

双向链表尾删

void ListPopBack(ListNode* pHead)
{
	assert(pHead);
	assert(pHead->next!=pHead);

	ListNode* tail = pHead->prev;
	ListNode* tailPrev = tail->prev;
	free(tail);

	tailPrev->next = pHead;
	pHead->prev = tailPrev;
}

链表(二) 双链表操作详解_第6张图片

双向链表头插

void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	assert(pHead);

	ListNode* first = pHead->next;
	ListNode* newNode = ListBuy(x);

	pHead->next = newNode;
	newNode->prev = pHead;

	newNode->next = first;
	first->prev = newNode;
}

链表(二) 双链表操作详解_第7张图片

双向链表头删

void ListPopFront(ListNode* pHead)
{
	assert(pHead);
	assert(pHead->next!=pHead);

	ListNode* first = pHead->next;
	ListNode* second = pHead->next->next;
	free(first);

	pHead->next = second;
	second->prev = pHead;
}

链表(二) 双链表操作详解_第8张图片

双向链表查找

ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	assert(pHead);

	ListNode* cur = pHead->next;

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

双向链表在pos的前面进行插入

void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	ListNode* posPrev = pos->prev;
	ListNode* newNode = ListBuy(x);

	posPrev->next = newNode;
	newNode->prev = posPrev;

	newNode->next = pos;
	pos->prev = newNode;
}

链表(二) 双链表操作详解_第9张图片

双向链表删除pos位置的节点

void ListErase(ListNode* pos)
{
	assert(pos);

	ListNode* posPrev = pos->prev;
	ListNode* posNext = pos->next;
	free(pos);

	posPrev->next = posNext;
	posNext->prev = posPrev;
}

链表(二) 双链表操作详解_第10张图片

五、单链表与双链表比较

单链表 双链表
存储空间 物理上一定连续 逻辑上连续,物理上不一定
随机访问 支持 :O(1) 不支持 :O(n)
任意位置插入删除元素 可能需要搬移元素,效率低:O(N) 只需修改指针指向
插入 动态顺序表,空间不够时需要扩容 没有容量的概念
应用场景 元素高效存储+频繁访问 任意位置插入和删除频繁
缓存利用率

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