【数据结构】双向链表

 

 

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系列专栏：数据结构

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目录

一、双向链表 

1.1带头双向循环链表的结构

二、链表的实现

2.1初始化

2.2尾插

2.3尾删

2.4头插

2.5头删

 2.6在pos位置之前插入        

 2.7删除pos位置

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️前言：

在上一期中我们介绍了单链表，也做了一些练习题，在一些题中使用单链表会十分繁琐。因为单链表只能正着走，不能倒着走，例如：回文、逆置。本期我们将学习带头双向循环链表。

一、双向链表 

1.1带头双向循环链表的结构

 特点：带头双向循环链表结构最复杂，一般用在单独存储数据。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多优势，实现反而简单了。

二、链表的实现

2.1初始化

LTNode* BuyLTNode(LTDateType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(-1);
	}
	newnode->date = x;
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;
	return newnode;
}

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

2.2尾插

 带哨兵位的链表尾插时不用判断是否有节点，两种情况的插入相同，而且还不用传递二级指针。

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDateType x)
{
	assert(phead);
	
	LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	newnode->prev = tail;
	tail->next = newnode;
	newnode->next = phead;
	phead->prev = newnode;
}

2.3尾删

在尾删时我们通过 assert(phead->next != phead);  判断链表是否有节点。同时这个代码就有普遍性，不用单独考虑剩一个节点的情况。

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* prevtail = tail->prev;

	free(tail);
	prevtail->next = phead;
	phead->prev = prevtail;
}

2.4头插

头删重要的是赋值的顺序，顺序错误会找不到后面的节点，导致内存泄漏。带哨兵位的链表不需要传递二级指针，因为改变的是结构体的变量。

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDateType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
}

2.5头删

我们可以多定义几个指针来保存后面节点的地址，这样就不会造成节点的丢失，不用考虑赋值的顺序，会更加方便。 

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);

	LTNode* first = phead->next;
	LTNode* second = first->next;
	free(first);
	phead->next = second;
	second->prev = phead;
}

 2.6在pos位置之前插入        

void LTInsert(LTNode* pos, LTDateType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	LTNode* posprev = pos->prev;

	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
	newnode->prev = posprev;
	posprev->next = newnode;
}

我们可以通过复用LTInsert，实现链表的头插和尾插，使程序更简单。

• 当pos传递的是phead->next，就可以实现头插
• 当pos传递的是phead，就可以实现尾插

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDateType x)
{
	assert(phead);
	
	LTInsert(phead->next, x);
}

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDateType x)
{
	assert(phead);

	LTInsert(phead, x);
}

 

 2.7删除pos位置

void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);
	LTNode* posprev = pos->prev;
	LTNode* posnext = pos->next;
	free(pos);
	posprev->next = posnext;
	posnext->prev = posprev;
}

我们可以通过复用LTInsert，实现链表的头删和尾删，使程序更简单。

• 当pos传递的是phead->next，就可以实现头删 
• 当pos传递的是phead->prev，就可以实现尾插删

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);

	LTErase(phead->next);
}

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	
	LTErase(phead->prev);
}

通过上面链表的实现，我们已经感受到了带头双向循环链表的方便和简单，它不需要去考虑链表是否有元素，还可以找到前一个元素，在我们使用中提供很大的便利。

本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获，同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言，博主一定认真认真修改，以后写出更好的文章。