头疼的算法与数据结构——双向循环链表

一：双向循环链表的简介

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表。

双链表的结构定义如下：

struct node{    int data;//数据域    struct node* next;//后继    struct node* pre;//前驱};

整体结构：

二：双向循环链的初始化

//创建链表void creatList(Node** h){    Node* pn=NULL;//存储新的节点    Node* p=NULL;//头节点的替身    int d;    printf("请输入数据\n");    scanf("%d",&d);    pn=creteNode(d);    pn->next=NULL;//next指向空    pn->pre=NULL;//pre指向空    sum=1;    *h=pn;    p=*h;    while(1)    {        printf("请输入数据\n");        scanf("%d",&d);        if(d==0)        {            //创建到最后一个节点时，最后一个节点next为头节点            p->next=*h;            (*h)->pre=p;//头节点的pre为最后一个节点            break;        }        pn=creteNode(d);        p->next=pn;        pn->pre=p;        p=p->next;        sum++;//元素个数++    }}

创建了一个链表。

三：插入操作

原理如图：

代码：

//头插法int addFont(int d,Node** h)//修改头节点  传入二级指针{    int i,n=sum;    Node* pn=NULL;    pn=creteNode(d);    Node* p=*h;    for(i=0;i<n-1;i++)    {        p=p->next;    }    //p为最后一个节点    pn->next=*h;//新节点成为头节点    p->next=pn;//最后一个节点p的下一个节点为新节点pn    pn->pre=p;//新的头节点的pre为p     (*h)->pre=pn;//原头节点的前一个节点为新节点    *h=pn;//新节点为头节点    sum++;}//插入int insertNode(int n,int d,Node** h)//在n位置插入d{    if((n<1)||(*h==NULL)||(n>sum))    {        printf("插入位置不合法||链表为空!\n");        return 0;    }     Node* pn=creteNode(d);//创建新的节点    //插入位置为1，即插入头节点的位置    if(n==1)    {       addFont(d,h);//调用头插法       return 0;    }    else if(n==sum)    {        addBack(d,*h);        return 0;    }    else    {       Node* pf=findNode(*h,n-1); //找到要删除的节点的前一个节点       pn->next=pf->next;//前一个节点的next等于新的节点的next       pf->next->pre=pn;//pf的next节点的pre应该为pn       pf->next=pn;//前一个节点的next等于新的节点       pn->pre=pf;//新节点的前一个节点为找到的前一个节点pf       sum++;       return 1;    }}

四：删除操作

原理图：

代码：

//删除头节点int DelectFont(Node** h){ //DelectFont(h);    int i, n1=sum;    Node* p=*h;    Node* pd=NULL;;    for(i=0;i<n1-1;i++)    {        p=p->next;    }        //p为最后一个节点    pd=*h;    *h=pd->next;//头节点的下一个节点成头节点        p->next=*h;//最后一个节点的next为头节点        (*h)->pre=p;//pd节点成为了头节点，它的前驱为p    sum--;//元素个数-1      return 0;}//删除第n个位置的元素int deleteNode(int n,Node** h){    //int i;//循环变量    //判断头节点是否为空，位置是不是合法    if((*h==NULL)||(n<1)||(n>sum))    {        printf("删除的链表为空||删除的位置不合法！so 插入失败\n");        return 0;    }    Node* pd=NULL;    //删除头节点    if(n==1)    {       DelectFont(h);       return 0;    }    //删除    //找到要删除的节点的前一个节点    Node* pf=findNode(*h,n-1);    pd=pf->next;//将要删除的节点的给pd    pf->next=pd->next;//将删除元素的前一个的next指向删除元素的后一个元素    pd->pre=NULL;//pd的pre指向空       pd->next->pre=pf;//将删除元素的后一个元素的前驱给pf    pd->next=NULL;//pdnext指向空    sum--;    return 1;}

五：整体代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>struct node{    int data;    struct node* next;    struct node* pre;};typedef struct node Node;#define SIZE sizeof(Node)int sum;//节点个数Node* creteNode(int d);//创建节点void creatList(Node** h)；//创建链表Node* findNode(Node* h,int n)；//查找某个节点的位置int addBack(int d,Node* h)；//末尾增加一个新的节点int addFont(int d,Node** h)；//修改头节点  传入二级指针int insertNode(int n,int d,Node** h)；//在n位置插入dint DelectFont(Node** h);//删除头节点int deleteNode(int n,Node** h);//删除第n个位置的元素void print(Node* h);//打印链表//创建节点Node* creteNode(int d){    Node* pn=(Node*)malloc(SIZE);    pn->data=d;    pn->next=NULL;    pn->pre=NULL;    return pn;}//创建链表void creatList(Node** h){    Node* pn=NULL;//存储新的节点    Node* p=NULL;//头节点的替身    int d;    printf("请输入数据\n");    scanf("%d",&d);    pn=creteNode(d);    pn->next=NULL;//next指向空    pn->pre=NULL;//pre指向空    sum=1;    *h=pn;    p=*h;    while(1)    {        printf("请输入数据\n");        scanf("%d",&d);        if(d==0)        {            //创建到最后一个节点时，最后一个节点next为头节点            p->next=*h;            (*h)->pre=p;//头节点的pre为最后一个节点            break;        }        pn=creteNode(d);        p->next=pn;        pn->pre=p;        p=p->next;        sum++;//元素个数++    }}//查找某个节点的位置Node* findNode(Node* h,int n){    int i;    if((h==NULL)||(n<0)||(n>sum))    {            printf("查找位置不合法||链表为空！\n");            return NULL;    }    if(n==1)    {        return h;    }    for(i=1;i<n;i++)    {        h=h->next;    }    return h;} //末尾增加一个新的节点int addBack(int d,Node* h){    int i,n=sum;    Node *pn=NULL;    pn=creteNode(d);    Node* p=h;    for(i=0;i<n-1;i++)    {        p=p->next;    }    //此时的p指向了最后一个元素    p->next=pn;//最后一个节点p的next为新节点    pn->pre=p;//新节点的前一个节点为p    pn->next=h;//pn的最后一个节点为头节点    h->pre=pn;//头节点的pre为新节点    sum++;}//头插法int addFont(int d,Node** h)//修改头节点  传入二级指针{    int i,n=sum;    Node* pn=NULL;    pn=creteNode(d);    Node* p=*h;    for(i=0;i<n-1;i++)    {        p=p->next;    }    //p为最后一个节点    pn->next=*h;//新节点成为头节点    p->next=pn;//最后一个节点p的下一个节点为新节点pn    pn->pre=p;//新的头节点的pre为p     (*h)->pre=pn;//原头节点的前一个节点为新节点    *h=pn;//新节点为头节点    sum++;}//插入int insertNode(int n,int d,Node** h)//在n位置插入d{    if((n<1)||(*h==NULL)||(n>sum))    {        printf("插入位置不合法||链表为空!\n");        return 0;    }     Node* pn=creteNode(d);//创建新的节点    //插入位置为1，即插入头节点的位置    if(n==1)    {       addFont(d,h);//调用头插法       return 0;    }    else if(n==sum)    {        addBack(d,*h);        return 0;    }    else    {       Node* pf=findNode(*h,n-1); //找到要删除的节点的前一个节点       pn->next=pf->next;//前一个节点的next等于新的节点的next       pf->next->pre=pn;//pf的next节点的pre应该为pn       pf->next=pn;//前一个节点的next等于新的节点       pn->pre=pf;//新节点的前一个节点为找到的前一个节点pf       sum++;       return 1;    }}//删除头节点int DelectFont(Node** h){ //DelectFont(h);    int i, n1=sum;    Node* p=*h;    Node* pd=NULL;;    for(i=0;i<n1-1;i++)    {        p=p->next;    }        //p为最后一个节点    pd=*h;    *h=pd->next;//头节点的下一个节点成头节点        p->next=*h;//最后一个节点的next为头节点        (*h)->pre=p;//pd节点成为了头节点，它的前驱为p    sum--;//元素个数-1      return 0;}//删除第n个位置的元素int deleteNode(int n,Node** h){    //int i;//循环变量    //判断头节点是否为空，位置是不是合法    if((*h==NULL)||(n<1)||(n>sum))    {        printf("删除的链表为空||删除的位置不合法！so 插入失败\n");        return 0;    }    Node* pd=NULL;    //删除头节点    if(n==1)    {       DelectFont(h);       return 0;    }    //删除    //找到要删除的节点的前一个节点    Node* pf=findNode(*h,n-1);    pd=pf->next;//将要删除的节点的给pd    pf->next=pd->next;//将删除元素的前一个的next指向删除元素的后一个元素    pd->pre=NULL;//pd的pre指向空       pd->next->pre=pf;//将删除元素的后一个元素的前驱给pf    pd->next=NULL;//pdnext指向空    sum--;    return 1;}//打印链表void print(Node* h){    int i,n=sum;    printf("list:\n");    Node* p=h;    printf("正序遍历：\n");    for(i=1;i<=n;i++)    {        printf("%d ",p->data);        p=p->next;    }    //上面遍历到第一个节点    printf("\n");    printf("反序遍历：\n");    for(i=1;i<=n;i++)    {        printf("%d ",p->pre->data);        p=p->pre;    }    printf("\n");}int main(){    Node* head=NULL;    creatList(&head);    deleteNode(2,&head);    print(head);    return 0;}

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