手撕双链表

目录

 

1.双向链表的介绍

2.带头双向循环链表

​编辑 主体

 ​编辑准备工作

​编辑链表头部节点

 ​编辑添加新节点

 ​编辑打印

​编辑头插头删尾插尾删

​编辑头插

​编辑尾插

 ​编辑头删

 ​编辑尾删

​编辑查找

​编辑pos位置前插入

​编辑删除pos位置结点

结言：

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前言回顾

        C语言数据结构（单链表）

        上期我们介绍了数据结构中，单链表的结构和实现，链表的每个结点都只能存储一个地址，用来访问下一个结点的数据，这样的话有很多事情就会显得很不方便，很拘束。那有没有更好的链表呢，本期交给大家带来双向链表

1.双向链表的介绍

        双向链表的节点通常包含两个部分：数据部分和指针部分。数据部分用于存储节点所包含的数据，指针部分包含两个指针，一个指向前一个节点，一个指向后一个节点。

        双向链表的优点是可以在常数时间内在任意位置插入或删除节点，因为只需要修改相邻节点的指针即可。而在单向链表中，如果要在某个位置插入或删除节点，则需要遍历链表找到该位置的前一个节点。

        双向链表相对于单向链表也有一些缺点。首先，双向链表需要额外的指针来存储前一个节点的地址，因此占用的内存空间比单向链表更大。其次，双向链表在插入或删除节点时需要修改两个指针的值，而单向链表只需要修改一个指针的值，因此操作起来更复杂。

到这里，想必大家就对双向链表有了个大概的认识，告诉你个小秘密哦：其实双向链表的实现比单链表要简单上不少，只是在数据的结构上双向链表看起来不让人觉得简单，别怕都是纸老虎，往下看一步步手撕它。

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2.带头双向循环链表

        有没有感觉光听名字就觉得它不简单，还是那句话：别怕都是纸老虎。当你学会了这些对链表就会有了基本的掌握，不再害怕它。

 主体

 准备工作

在链表的实现前，我们先把链表所需要用到的先准备好，这样实现的时候会省心很多。

链表头部节点

        在对链表一系列的操作之前，我们首要需要的就是头节点，有了头节点后续数据的插入删除都会变得简单。

List* ListCreate()
{
	List* newnode = (List*)malloc(sizeof(List));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->prev = newnode;
	newnode->next = newnode;
	newnode->val = 0;
	return newnode;
}

因为是循环的双向链表，所以头结点初始化的时候，两个指针都是指向自己。

 添加新节点

在插入数据中，必不可少的就是节点的创建，然后再链接到表中

List* BuyListNode(ListDatatype x)
{
	List* newnode = (List*)malloc(sizeof(List));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->prev = NULL;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

 打印

当链表有了数据以后，为了直观的方便我们对数据增删查改的观察，打印就起到了作用

void ListPrint(List* pead)
{
	assert(pead);
	List* cur = pead->next;

	printf("pead:");
	while (cur != pead)
	{
		printf("《=》%d", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

头插头删尾插尾删

在链表的头部和尾部分别进行对数据插入和删除

头插

void ListPushFront(List* pead, ListDatatype x)
{
	assert(pead);
	List* newnode = BuyListNode(x);
	
	List* cur =pead->next;
	
	pead->next = newnode;
	newnode->prev = pead;
	newnode->next = cur;
	cur->prev = newnode;
	//ListInsert(pead->next, x);这是在pos位置前插入数据，这里可进行复用，后面会有实现
}

 新结点的前指针指向前一个节点，后指针指向后一个节点，就进行了链接。

尾插

void ListPushBack(List* pead, ListDatatype x)
{
	assert(pead);

	List* newnode = BuyListNode(x);
	List* cur = pead->prev;

	pead->prev = newnode;
	newnode->next = pead;
	cur->next = newnode;
	newnode->prev = cur;
	//ListInsert(pead, x);这是在pos位置前插入数据，这里可进行复用，后面会有实现
}

在尾部插入和头插同理，需要改变的只有相邻节点间的指针

 头删

void ListPopFront(List* pead)
{
	assert(pead);
	assert(pead->next !=pead);
	List* cur = pead->next;
	List* second = cur->next;

	free(cur);
	pead->next = second;
	second->prev = pead;
}

删除首节点，然后使头部指针指向后一个节点

 尾删

void ListPopBack(List* pead)
{
	assert(pead);
	assert(pead->prev);
	List* cur = pead->prev;
	List* second = cur->prev;

	free(cur);
	second->next = pead;
	pead->prev = second;
}

删除尾节点，然后使头部指针与尾节点前的节点链接

 查找与指定位置的插入与删除

我们可以通过对链表的遍历，然后找到数据的位置，进行插入、删除、更改等操作

查找

List* ListFind(List* pead, ListDatatype x)
{
	assert(pead);

	List* cur = pead->next;
	while (cur != pead)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

给定一个元素的数据，然后在链表中进行遍历，找到后返回元素地址 

pos位置前插入

void ListInsert(List* pos, ListDatatype x)
{
	assert(pos);
	List* cur = pos->prev;
	List* newnode = BuyListNode(x);

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

删除pos位置结点

void ListErase(List* pos)
{
	assert(pos);
	List* cur = pos->prev;
	List* second = pos->next;
	
	cur->next = second;
	second->prev = cur;
	free(pos);
}

        以上在pos位置进行的操作，只要我们有了地址，就可以进行操作，这些都可以对前面的头插头删尾插尾删进行复用。

链表销毁

当链表我们不再需要使用的时候，就需要将其进行销毁，因为这些空间都是在堆上进行开辟的

void ListDestroy(List* head) 
{
	assert(head);

	List* cur = head->next;
	while (cur != head) 
	{
		List* tmp = cur;
		cur = cur->next;
		free(tmp);
	}
	free(head);
}

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结言：

        今天内容就到这里啦，时间不知不觉就8月了，距离暑假的结束也已经步入了倒计时，不知道大家这段时间有没有沉下心来好好学习呢。送给大家一句话：今天你做别人不愿意做的事，明天你就可以做到别人做不到的事。坚持的人只有少数，你只要静下心来，该有的都有得到，我与诸君共勉。当然也十分希望大家动动小手指，给博主一键三连，大家的支持是我前行的最大动力。