数据结构笔记（六）-- 双向链表
带头结点的双向循环链表的实现
一、双向链表的概念
双向链表的每个结点有两个指针，一个指针指向该结点的前驱，一个指针指向该结点的后继。
二、双向链表的存储结构
//线性表的双向链表存储结构
typedef struct DuLNode
{
ElemType data;
DuLNode *prior, *next;
}DuLNode, *DuLinkList;
三、带有头结点的双向循环链表的样子
四、带头结点的双向循环链表的操作
五、操作的实现
1、 创建空的双向循环链表L
void InitList(DuLinkList &L)
{ // 产生空的双向循环链表L
L = (DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));//创建结点
if (L != NULL)
L->next = L->prior = L;
else
exit(-1);
}
2、判断双循环链表是否为空
bool ListEmpty(DuLinkList L)
{ // 初始条件：线性表L已存在。
//操作结果：若L为空表，则返回true，否则返回false
if (L->next == L && L->prior == L)
return true;
else
return false;
}
3、获取双循环链表的结点元素个数
int ListLength(DuLinkList L)
{ // 初始条件：L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数
//只利用后指针域即可
int i = 0;
DuLinkList p = L->next; // p指向第一个结点
while (p != L) // 查看p是不是指向头结点，不是头结点就计数1
{
i++;
p = p->next;
}
return i;
}
4、在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e
bool ListInsert(DuLinkList L, int i, ElemType e)
{ // 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e，i的合法值为1≤i≤表长+1
DuLinkList p = L, NewNode;
if (i<1 || i>ListLength(L) + 1) // i超出范围，其值不合法
return false;
int j = 0;
while (j < i - 1)// 在L中确定第i-1个结点的位置指针p
{
j++;
p = p->next;
}
if (p == NULL) // p=NULL,即第i个元素的前驱不存在(设头结点为第1个元素的前驱)
return false;
NewNode = (DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
if (NewNode == NULL)
return false;
NewNode->data = e;//新节点赋值
NewNode->prior = p; // 新结点前指针域指向第i-1个结点
NewNode->next = p->next;//新结点后指针域指向第i个结点
p->next->prior = NewNode;//第i个结点的前指针域指向新结点
p->next = NewNode;//第i-1个结点的后指针域指向新结点
return true;
}
5、遍历输出结点值
void ListTraverse(DuLinkList L)
{
DuLinkList p = L->next;//p指向第一个结点
while (p != L)
{
printf(" %d",p->data);
p = p->next;
}
printf("\n");
}
6、获取第i个结点的值
ElemType GetElem(DuLinkList L, ElemType i)
{
if (i<1||i>ListLength(L))//i不在链表结点范围之内
{
printf("输入的i值非法");
return false;
}
DuLinkList p = L;
int j = 0;
while (j<i)//找到第i个结点的指针
{
j++;
p = p->next;
}
return p->data;//返回地i和结点的值
}
7、反向遍历输出结点值
void ListTraverseBack(DuLinkList L)
{
DuLinkList p = L->prior;//p指向第一个结点
while (p != L)
{
printf(" %d", p->data);
p = p->prior;
}
printf("\n");
}
8、 查询结点值为cur_e的结点的直接前驱结点值
bool PriorElem(DuLinkList L, ElemType cur_e, ElemType &pre_e)
{ // 初始条件：线性表L已存在
// 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱，
// 否则操作失败，pre_e无定义
DuLinkList q = NULL, p = L; // p指向头结点
if (p->next->data == cur_e)//判断cur_e是否等于首结点值
{
printf("首结点没有前驱");
return false;// 操作失败
}
while (p->next != L) // p的下一个结点不是头结点则指向下一个结点
{
p = p->next;
if (p->data == cur_e)//判后
{
pre_e = p->prior->data;
return true;
}
}
return false; // 操作失败
}
9、 查询结点值为cur_e的结点的直接后驱结点值
bool NextElem(DuLinkList L, ElemType cur_e, ElemType &next_e)
{ // 初始条件：线性表L已存在
// 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继，
// 否则操作失败，next_e无定义
DuLinkList p = L->next; // p指向首结点
while (p->next != L) // p指向结点的指针域没有指向头结点（p的下一个结点不是头结点），只有最后一个结点的指针域指向头结点，即p不指向最后一个结点
{
if (p->data == cur_e)//判前
{
next_e = p->next->data;//满足条件获取后继结点值
return true;
}
p = p->next;//不满足条件p指向下一个结点
}
return false; // 操作失败
}
10、双向链表L中返回第i个元素的地址。
DuLinkList GetElemP(DuLinkList L, int i) // 另加
{ // 在双向链表L中返回第i个元素的地址。i为0，返回头结点的地址。若第i个元素不存在，
// 返回NULL
int j;
DuLinkList p = L; // p指向头结点
if (i<0 || i>ListLength(L)) // i值不合法
return NULL;
for (j = 1; j <= i; j++)
p = p->next;
return p;
}
11、删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素，i的合法值为1≤i≤表长
bool ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType &e)
{
if (i<1 || i>ListLength(L))
{
printf("i的值不合法\n");
return false;
}
DuLinkList p = L,q;
int j = 0;
while (j < i-1)//找到第i-1个结点
{
j++;
p = p->next;
}
q = p->next;
e = q->data;
p->next = q->next;
q->next->prior = p;
free(q);
return true;
}
12、清空双循环链表
void ClearList(DuLinkList L) // 不改变L
{ // 初始条件：L已存在。操作结果：将L重置为空表
DuLinkList q, p = L->next; // p指向第一个结点
while (p != L) // p没到表头
{
q = p->next;
free(p);
p = q;
}
L->next = L->prior = L; // 头结点的两个指针域均指向自身
}
13、销毁双循环链表
void DestroyList(DuLinkList &L)
{ // 操作结果：销毁双向循环链表L
DuLinkList q, p = L->next; // p指向第一个结点
while (p != L) // p没到表头
{
q = p->next;
free(p);
p = q;
}
free(L);
L = NULL;
}
最后给出完整代码
// 带头结点的双向循环链表.cpp
#include