双向链表专题
1. 双向链表的结构
带头双向循环链表
注意：
这⾥的“带头”跟前面我们说的“头节点”是两个概念，带头链表里的头节点，实际为“哨兵位”，哨兵位节点不存储任何有效元素，只是站在这里“放哨的”。
“哨兵位”存在的意义：遍历循环链表避免死循环。
2. 双向链表的实现
- 定义双向链表中节点的结构
//定义双向链表中节点的结构
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
LTDataType data;
struct ListNode* prev;
struct ListNode* next;
}LTNode;- 初始化
注意，双向链表是带有哨兵位的，插入数据之前链表中必须要先初始化一个哨兵位
void LTInit(LTNode** pphead)
{
*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (NULL == *pphead)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
(*pphead)->data = -1;
(*pphead)->next = (*pphead)->prev = *pphead;
}也可以这样写：
LTNode* LTInit()
{
LTNode* phead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (NULL == phead)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
phead->data = -1;
phead->next = phead->prev = phead;
return phead;
}- 尾插
概念： 当链表中只有哨兵位节点的时候，我们称该链表为空链表；即哨兵位是不能删除的。
不需要改变哨兵位，则不需要传二级指针；如果需要修改哨兵位的话，则传二级指针。
尾插
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (NULL == newnode)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = newnode->prev = newnode;
return newnode;
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead phead->prev(ptail) newnode
newnode->next = phead;
newnode->prev = phead->prev;
phead->prev->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}因为写了申请新节点的函数，所以上面的初始化代码可以优化：
LTNode* LTInit()
{
LTNode* phead = LTBuyNode(-1);
return phead;
}- 打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{
//phead不能为空
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}- 头插
头插
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead newnode phead->next
newnode->next = phead->next;
newnode->prev = phead;
phead->next->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}- 尾删
尾删
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
assert(phead);
//链表为空：只有一个哨兵位节点
assert(phead->next != phead);//若哨兵位节点的next指针或者prev指针指向的是自己，说明当前链表为空
LTNode* del = phead->prev;
LTNode* prev = del->prev;
prev->next = phead;
phead->prev = prev;
free(del);
del = NULL;
}- 头删
头删
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
assert(phead);
assert(phead->next != phead);
LTNode* del = phead->next;
LTNode* next = del->next;
//phead del next
next->prev = phead;
phead->next = next;
free(del);
del = NULL;
}- 查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
if (x == pcur->data)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
return NULL;
}- 在pos位置之后插入数据
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
assert(pos);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//pos newnode pos->next
newnode->next = pos->next;
newnode->prev = pos;
pos->next->prev = newnode;
pos->next = newnode;
}- 删除pos位置的数据
删除pos位置的数据
//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos)
{
assert(pos);
//pos->prev pos pos->next
pos->next->prev = pos->prev;
pos->prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}- 销毁
void LTDesTroy(LTNode** pphead)
{
assert(pphead);
//哨兵位不能为空
assert(*pphead);
LTNode* pcur = (*pphead)->next;
while (pcur != *pphead)
{
LTNode* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
//链表中只有一个哨兵位
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}也可以这样写：
void LTDesTroy(LTNode* phead)
{
//哨兵位不能为空
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
LTNode* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
//链表中只有一个哨兵位
free(phead);
phead = NULL;
}但是要注意：这样写要在调用完函数后再写一句 plist = NULL;
这两种写法我们更推荐第二种：推荐传一级指针**（保持接口一致性）**
完整代码：
//List.h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//定义双向链表中节点的结构
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
LTDataType data;
struct ListNode* prev;
struct ListNode* next;
}LTNode;
//注意，双向链表是带有哨兵位的，插入数据之前链表中必须要先初始化一个哨兵位
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit();
//void LTDesTroy(LTNode** pphead);
void LTDesTroy(LTNode* phead);//推荐传一级指针（保持接口一致性）
void LTPrint(LTNode* phead);
//概念：当链表中只有哨兵位节点的时候，我们称该链表为空链表；即哨兵位是不能删除的
//不需要改变哨兵位，则不需要传二级指针
//如果需要修改哨兵位的话，则传二级指针
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
//头删、尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
void LTPopFront(LTNode* phead);
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos);//List.c
#include "List.h"
//void LTInit(LTNode** pphead)
//{
// *pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
//
// if (NULL == *pphead)
// {
// perror("malloc fail!");
// exit(1);
// }
//
// (*pphead)->data = -1;
// (*pphead)->next = (*pphead)->prev = *pphead;
//}
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (NULL == newnode)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = newnode->prev = newnode;
return newnode;
}
//LTNode* LTInit()
//{
// LTNode* phead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
//
// if (NULL == phead)
// {
// perror("malloc fail!");
// exit(1);
// }
//
// phead->data = -1;
// phead->next = phead->prev = phead;
//
// return phead;
//}
LTNode* LTInit()
{
LTNode* phead = LTBuyNode(-1);
return phead;
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead phead->prev(ptail) newnode
newnode->next = phead;
newnode->prev = phead->prev;
phead->prev->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead newnode phead->next
newnode->next = phead->next;
newnode->prev = phead;
phead->next->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}
void LTPrint(LTNode* phead)
{
//phead不能为空
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
assert(phead);
//链表为空：只有一个哨兵位节点
assert(phead->next != phead);//若哨兵位节点的next指针或者prev指针指向的是自己，说明当前链表为空
LTNode* del = phead->prev;
LTNode* prev = del->prev;
prev->next = phead;
phead->prev = prev;
free(del);
del = NULL;
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
assert(phead);
assert(phead->next != phead);
LTNode* del = phead->next;
LTNode* next = del->next;
//phead del next
next->prev = phead;
phead->next = next;
free(del);
del = NULL;
}
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
if (x == pcur->data)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
return NULL;
}
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
assert(pos);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//pos newnode pos->next
newnode->next = pos->next;
newnode->prev = pos;
pos->next->prev = newnode;
pos->next = newnode;
}
//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos)
{
assert(pos);
//pos->prev pos pos->next
pos->next->prev = pos->prev;
pos->prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
//void LTDesTroy(LTNode** pphead)
//{
// assert(pphead);
// //哨兵位不能为空
// assert(*pphead);
//
// LTNode* pcur = (*pphead)->next;
//
// while (pcur != *pphead)
// {
// LTNode* next = pcur->next;
// free(pcur);
// pcur = next;
// }
//
// //链表中只有一个哨兵位
// free(*pphead);
// *pphead = NULL;
//}
void LTDesTroy(LTNode* phead)
{
//哨兵位不能为空
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
LTNode* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
//链表中只有一个哨兵位
free(phead);
phead = NULL;
}//Test.c
#include "List.h"
void ListTest01()
{
//LTNode* plist = NULL;
//LTInit(&plist);
LTNode* plist = LTInit();
//尾插
//LTPushBack(plist, 1);
//LTPushBack(plist, 2);
//LTPushBack(plist, 3);
//LTPushBack(plist, 4);
//LTPrint(plist);
//头插
LTPushFront(plist, 1);
LTPushFront(plist, 2);
LTPushFront(plist, 3);
LTPushFront(plist, 4);
LTPrint(plist);
//LTPopBack(plist);
//LTPrint(plist);
//LTPopBack(plist);
//LTPrint(plist);
//LTPopBack(plist);
//LTPrint(plist);
//LTPopBack(plist);
//LTPrint(plist);
LTPopBack(plist);
LTPrint(plist);
//头删
//LTPopFront(plist);
//LTPrint(plist);
//LTPopFront(plist);
//LTPrint(plist);
//LTPopFront(plist);
//LTPrint(plist);
//LTPopFront(plist);
//LTPrint(plist);
LTPopFront(plist);
LTPrint(plist);
LTNode* findRet = LTFind(plist, 3);
//if (NULL == findRet)
//{
// printf("未找到！\n");
//}
//else
//{
// printf("找到了！\n");
//}
//在指定位置之后插入数据
//LTInsert(findRet, 66);
//LTPrint(plist);
//删除pos位置的节点
LTErase(findRet);
LTPrint(plist);
//LTDesTroy(&plist);
LTDesTroy(plist);
plist = NULL;
}
int main()
{
ListTest01();
return 0;
}3. 顺序表和双向链表的优缺点分析
顺序表和双向链表的优缺点分析
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原始发表：2024-05-03，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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