3--双向链表

1、基本概念

单链表的结点都只有一个指向下一个结点的指针

单链表的数据元素无法直接访问其前驱元素

逆序访问单链表中的元素是极其耗时的操作！

len = LinkList_Length(list);

for (i=len-1; len>=0; i++) //O(n)

{

LinkListNode *p = LinkList_Get(list, i); //O(n)

//访问数据元素p中的元素

//

}

双向链表的定义

在单链表的结点中增加一个指向其前驱的pre指针

2、设计与实现

插入操作

删除操作

获取当前游标指向的数据元素

将游标重置指向链表中的第一个数据元素

将游标移动指向到链表中的下一个数据元素

将游标移动指向到链表中的上一个数据元素

直接指定删除链表中的某个数据元素

3、优点和缺点

优点：双向链表在单链表的基础上增加了指向前驱的指针

功能上双向链表可以完全取代单链表的使用

循环链表的Next，Pre和Current操作可以高效的遍历链表中的所有元素

缺点：代码复杂

 typedef struct DuLNode {   ElemType data;   struct DuLNode *prior,*next; }DuLNode,*DuLinkList;/* bo2-5.c 双链循环线性表(存储结构由c2-4.h定义)的基本操作(14个) */ Status InitList(DuLinkList *L) { /* 产生空的双向循环链表L */   *L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));   if(*L)   {     (*L)->next=(*L)->prior=*L;     return OK;   }   else     return OVERFLOW; } Status 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;   return OK; } Status 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 */   return OK; } Status 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; } 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 */   int i=0;   DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */   while(p!=L) /* p没到表头 */   {     i++;     p=p->next;   }   return i; } Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e) { /* 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */   int j=1; /* j为计数器 */   DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */   while(p!=L&&j<i) /* 顺指针向后查找,直到p指向第i个元素或p指向头结点 */   {     p=p->next;     j++;   }   if(p==L||j>i) /* 第i个元素不存在 */     return ERROR;   *e=p->data; /* 取第i个元素 */   return OK; } int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType)) { /* 初始条件：L已存在，compare()是数据元素判定函数 */   /* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。 */   /*           若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */   int i=0;   DuLinkList p=L->next; /* p指向第1个元素 */   while(p!=L)   {     i++;     if(compare(p->data,e)) /* 找到这样的数据元素 */       return i;     p=p->next;   }   return 0; } Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e) { /* 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 p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */   while(p!=L) /* p没到表头 */   {     if(p->data==cur_e)     {       *pre_e=p->prior->data;       return TRUE;     }     p=p->next;   }   return FALSE; } Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e) { /* 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->next; /* p指向第2个元素 */   while(p!=L) /* p没到表头 */   {     if(p->prior->data==cur_e)     {       *next_e=p->data;       return TRUE;     }     p=p->next;   }   return FALSE; } DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i) /* 另加 */ { /* 在双向链表L中返回第i个元素的位置指针(算法2.18、2.19要调用的函数) */   int j;   DuLinkList p=L;   for(j=1;j<=i;j++)     p=p->next;   return p; } Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e) /* 改进算法2.18 */ { /* 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,s;   if(i<1||i>ListLength(L)+1) /* i值不合法 */     return ERROR;   p=GetElemP(L,i-1); /* 在L中确定第i-1个元素的位置指针p */   if(!p) /* p=NULL,即第i-1个元素不存在 */     return ERROR;   s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));   if(!s)     return OVERFLOW;   s->data=e; /* 在第i-1个元素之后插入 */   s->prior=p;   s->next=p->next;   p->next->prior=s;   p->next=s;   return OK; } Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.19 */ { /* 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+1 */   DuLinkList p;   if(i<1||i>ListLength(L)) /* i值不合法 */     return ERROR;   p=GetElemP(L,i);  /* 在L中确定第i个元素的位置指针p */   if(!p) /* p=NULL,即第i个元素不存在 */     return ERROR;   *e=p->data;   p->prior->next=p->next;   p->next->prior=p->prior;   free(p);   return OK; } void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType)) { /* 由双链循环线性表L的头结点出发,正序对每个数据元素调用函数visit() */   DuLinkList p=L->next; /* p指向头结点 */   while(p!=L)   {     visit(p->data);     p=p->next;   }   printf("\n"); } void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType)) { /* 由双链循环线性表L的头结点出发,逆序对每个数据元素调用函数visit()。另加 */   DuLinkList p=L->prior; /* p指向尾结点 */   while(p!=L)   {     visit(p->data);     p=p->prior;   }   printf("\n"); }