数据结构-双向链表

1.容器

容器用于容纳元素集合,并对元素集合进行管理和维护.
传统意义上的管理和维护就是:增,删,改,查.
我们分析每种类型容器时,主要分析其增,删,改,查动作实现,及复杂度.

2.双向链表
2.1.结构
2.1.1.图解
双向链表是容器类型.
双向链表的特点是逻辑上相邻的元素不必线性空间里相邻.通过指针来维护这种逻辑上的相邻关系.
数据结构-双向链表_第1张图片
上述是一个由个结点组成的双向链表.
每个结点不仅不存了一个元素,还存储了指向前一结点指针,指向后一结点指针.这些结点逻辑上的相邻通过指针来维持,线性空间中不必相邻.
链表的上述特点使得其在移除容器内某个元素时,只需要调整该元素前一结点,后一结点内的指针即可.

2.2.动作
2.2.1.增
双向链表中插入新元素,首先需要明确新元素插入的位置.
原则上新元素可插入到链表任何结点之后,但程序为了自身逻辑需要,可能需要按自己的方式确立插入位置.
比如我们在上述图示双向链表的第二个结点之后位置插入新元素,其过程如下:
(1). 由于链表的元素均存储在结点中,所以,我们首先分配一个结点,在其中包含新元素,设置其指向前一结点指针,指向后一结点指针.初始时刻,不妨另其分别指向结点自身.
数据结构-双向链表_第2张图片
(2). 调整链表中新结点的前一结点,后一结点,新结点自身的指针,使得结点内指针正确表达其内涵.
数据结构-双向链表_第3张图片
2.2.2.删
双向中删除元素,首先需要明确待删除元素的位置.
原则上可删除链表上任何一个结点内元素,但程序为了自身逻辑需要,可能需要按自己的方式确认删除元素位置.
比如我们再将2.2.1图示双向链表的第三个位置的元素移除,其过程如下:
(1). 修改移除结点前一结点,后一结点,移除结点自身的指针,使得结点内指针正确表达其内涵.
数据结构-双向链表_第4张图片
(2). 释放移除结点
数据结构-双向链表_第5张图片
2.2.3.查
双向链表中查询符合特定条件的元素需要从首结点依次访问每个结点内元素,判定其是否符合条件.

2.2.4.改
双向链表中修改元素,首先需要明确待修改元素的位置.
原则上可修改链表中任一结点内的元素,但程序为了自身逻辑需要,可能需要按自己的方式确认修改元素位置.
比如我们修改2.2.2图示双向链表的第二个位置的元素.
假设我们已经知道该元素所在结点的指针pAddr.假设链表结点结构如下:

struct Node
{
	T nValue; // T代表元素类型
	struct Node* pNext, pPrev;	
};

这样操作即可:pAddr->nValue = newValue;

2.3.时间复杂度
评价容器的依据一个是其占据的线性空间,一个是操作执行的时间复杂度.
对双向链表其各个操作时间复杂度为:
(1). 增:Θ(1) (新元素前一结点已经知道情况下)
(2). 删:Θ(1) (移除元素前一结点已经知道情况下)
(3). 查:Θ(n)
(4). 改:Θ(1)(修改结点已经知道情况下)

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