数据结构之双向链表(C语言实现)

来源:互联网 发布:男科网络咨询说话技巧 编辑:程序博客网 时间:2021/09/29 03:51

数据结构之双向链表(C语言实现)

本次介绍双向链表,双向链表是在单链表的基础上增加一个前驱指针,通过某个节点可以直接找到它的前驱和后继,这个对于删除操作来说更加容易,不需要另外再定义一个指针来指向它的前驱。


和以前一样,首先介绍双向链表的通用操作:

1.链表的初始化

2.申请一个链表节点

3.链表的头插法

4.链表的尾插法

5.获取链表长度

6.删除链表节点

7.查找指定值的节点

8.销毁链表(释放链表所有节点的内存空间)

9.输出单链表(输出单链表所有节点的数据域)


说明:以下双向链表的实现,是数据域以整型为例,而且带有头结点。


一、双向链表

1. 链表的结构

typedef struct _DNode{int data;struct _DNode* pre;//前驱指针struct _DNode* next; //后继指针}DNode, *DList;


2.链表的操作

(1).链表的初始化(带头结点)

这里的初始化只要是指初始化头结点的指针域

void InitList(DList plist)//初始化头结点{if (NULL == plist)return;plist->next = NULL;plist->pre = NULL;}


(2).申请一个链表节点

从堆中申请一个节点,注意这里是从堆中申请的内存,只能通过free(p)显式释放内存。即使是局部变量,该内存也不会随着函数调用完成而释放该内存。

DNode* BuyNode(int val){DNode* pTmp = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));pTmp->data = val;pTmp->next = NULL;pTmp->pre = NULL;return pTmp;}

(3).链表头插法

这里的链表是带有头结点的,所以每次新插入的节点应插入头结点后面。注意看看下面的注释

void InsertHead(DList plist, int val){DNode* pTmp = BuyNode(val);//申请一个新的节点pTmp->next = plist->next;pTmp->pre = plist;if (NULL != pTmp->next)//这里的判断一定不能少,读者可以试想去掉这个会发生什么{pTmp->next->pre = pTmp;//后一个节点的前驱指向pTmp}plist->next = pTmp;}


(4).链表尾接法

每次将新插入的节点插入到最后一个节点后面,所以采用尾接法插入节点时首先要找到尾节点

void InsertTail(DList plist, int val){DNode* pTmp = BuyNode(val);DNode* pCur = plist;while (NULL != pCur->next){pCur = pCur->next;}pTmp->pre = pCur;pCur->next = pTmp;}


(5).获取链表长度

对链表进行遍历,每遍历一个节点,计数器加一。

int GetListLen(DList plist){DNode* pTmp = plist->next;int iCount = 0;while (NULL != pTmp){++iCount;pTmp = pTmp->next;}return iCount;}


(6).删除链表节点

删除指定值的链表节点时,需要遍历该链表,找到对应节点后想要删除该节点必须要知道该节点的前驱节点,这样才能正确删除该节点。这里要注意对于最后一个节点的删除要先进行判断,读者可以自己思考一下这样做的原因

bool Delete(DList plist, int key){DNode* pPre = plist;//前驱结点DNode* pCur = plist->next;//后继节点while (NULL != pCur){if (pCur->data == key){if (NULL != pCur->next)//这涉及到删除最后一个节点,因为对于最后一个节点来说pCur->next为空,也即pCur->next没有pre{pCur->next->pre = pCur->pre;}pCur->pre->next = pCur->next;return true;}else{pPre = pCur;pCur = pCur->next;}}return false;}
(7).查找指定值的节点

查找指定值的节点也需要从头到尾遍历链表,若找到则返回该节点,没找到则返回NULL。

DNode* Search(DList plist, int key){DNode* pCur = plist->next;while (NULL != pCur){if (pCur->data == key){return pCur;}pCur = pCur->next;}return NULL;}

(8).销毁链表

销毁链表就是释放链表中所有节点的内存。

void Destroy(DList plist){DNode* pTmp = plist->next;//这里必须从plist->next开始释放内存,原因有两个while (NULL != pTmp)  //一是头结点不是由malloc开辟的,不能有free释放{  //二是一个空链表是指只有头结点的链表,销毁操作就是把原链表置为空链表plist = pTmp->next;free(pTmp);pTmp = plist;}}

(9).输出单链表

输出单链表的操作也比较简单,从头到尾遍历单链表,每遍历一个节点就输出该节点的指针域

void ShowDList(DList plist){DNode* pCur = plist->next;while (NULL != pCur){printf("%5d", pCur->data);pCur = pCur->next;}printf("\n");}


最后附上完整代码和运行结果://DLink.h#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef struct _DNode{int data;struct _DNode* pre;//前驱指针struct _DNode* next; //后继指针}DNode, *DList;void InitList(DList plist);void InsertHead(DList plist, int val);void InsertTail(DList plist, int val);bool Delete(DList plist, int key);DNode* Search(DList plist, int key);int GetListLen(DList plist);void Destroy(DList plist);DNode* BuyNode(int val);void ShowDList(DList plist);//DLink.c#include "test.h"int main(){DNode head;InitList(&head);for (int i = 1; i < 5; ++i){InsertHead(&head, i);}ShowDList(&head);printf("DList length is %d \n", GetListLen(&head));for (int i = 6; i < 10; ++i){InsertTail(&head, i);}ShowDList(&head);printf("DList length is %d \n", GetListLen(&head));printf("search 第一个节点4:");DNode* pTmp = Search(&head, 4);printf("%d\n", pTmp->data);printf("search 最后一个节点9:");pTmp = Search(&head, 9);printf("%d\n", pTmp->data);printf("删除第一个节点4:\n");if (Delete(&head, 4)){ShowDList(&head);}else{printf("Not Fount!!!\n");}printf("删除最后一个节点9:\n");if (Delete(&head, 9)){ShowDList(&head);}else{printf("Not Fount!!!\n");}Destroy(&head);//销毁链表return 0;}void InitList(DList plist)//初始化头结点{if (NULL == plist)return;plist->next = NULL;plist->pre = NULL;}DNode* BuyNode(int val){DNode* pTmp = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));pTmp->data = val;pTmp->next = NULL;pTmp->pre = NULL;return pTmp;}void ShowDList(DList plist){DNode* pCur = plist->next;while (NULL != pCur){printf("%5d", pCur->data);pCur = pCur->next;}printf("\n");}void InsertHead(DList plist, int val){DNode* pTmp = BuyNode(val);//申请一个新的节点pTmp->next = plist->next;pTmp->pre = plist;if (NULL != pTmp->next)//这里的判断一定不能少,读者可以试想去掉这个会发生什么{pTmp->next->pre = pTmp;//后一个节点的前驱指向pTmp}plist->next = pTmp;}void InsertTail(DList plist, int val){DNode* pTmp = BuyNode(val);DNode* pCur = plist;while (NULL != pCur->next){pCur = pCur->next;}pTmp->pre = pCur;pCur->next = pTmp;}bool Delete(DList plist, int key){DNode* pPre = plist;//前驱结点DNode* pCur = plist->next;//后继节点while (NULL != pCur){if (pCur->data == key){if (NULL != pCur->next)//这涉及到删除最后一个节点,因为对于最后一个节点来说pCur->next为空,也即pCur->next没有pre{pCur->next->pre = pCur->pre;}pCur->pre->next = pCur->next;return true;}else{pPre = pCur;pCur = pCur->next;}}return false;}DNode* Search(DList plist, int key){DNode* pCur = plist->next;while (NULL != pCur){if (pCur->data == key){return pCur;}pCur = pCur->next;}return NULL;}int GetListLen(DList plist){DNode* pTmp = plist->next;int iCount = 0;while (NULL != pTmp){++iCount;pTmp = pTmp->next;}return iCount;}void Destroy(DList plist){DNode* pTmp = plist->next;while (NULL != pTmp){plist = pTmp->next;free(pTmp);pTmp = plist;}}运行结果:



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