【数据结构】双向链表-阿里云开发者社区

【数据结构】双向链表

2024-03-15 28

版权

本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

简介： 【数据结构】双向链表

🗒️前言：

在上一期中我们介绍了单链表，也做了一些练习题，在一些题中使用单链表会十分繁琐。因为单链表只能正着走，不能倒着走，例如：回文、逆置。本期我们将学习带头双向循环链表。

一、双向链表

1.1带头双向循环链表的结构

特点：带头双向循环链表结构最复杂，一般用在单独存储数据。结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来多优势，实现反而简单了。

二、链表的实现

📒2.1初始化

LTNode* BuyLTNode(LTDateType x)
{
  LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc");
    exit(-1);
  }
  newnode->date = x;
  newnode->next = NULL;
  newnode->prev = NULL;
  return newnode;
}
LTNode* LTInit()
{
  LTNode* phead = BuyLTNode(0);
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;
  return phead;
}

📒2.2尾插

带哨兵位的链表尾插时不用判断是否有节点，两种情况的插入相同，而且还不用传递二级指针。

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDateType x)
{
  assert(phead);
  
  LTNode* tail = phead->prev;
  LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
  newnode->prev = tail;
  tail->next = newnode;
  newnode->next = phead;
  phead->prev = newnode;
}

📒2.3尾删

在尾删时我们通过 assert(phead->next != phead); 判断链表是否有节点。同时这个代码就有普遍性，不用单独考虑剩一个节点的情况。

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);
  LTNode* tail = phead->prev;
  LTNode* prevtail = tail->prev;
  free(tail);
  prevtail->next = phead;
  phead->prev = prevtail;
}

📒2.4头插

头删重要的是赋值的顺序，顺序错误会找不到后面的节点，导致内存泄漏。带哨兵位的链表不需要传递二级指针，因为改变的是结构体的变量。

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDateType x)
{
  assert(phead);
  LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
  
  newnode->next = phead->next;
  phead->next->prev = newnode;
  phead->next = newnode;
  newnode->prev = phead;
}

📒2.5头删

我们可以多定义几个指针来保存后面节点的地址，这样就不会造成节点的丢失，不用考虑赋值的顺序，会更加方便。

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);
  LTNode* first = phead->next;
  LTNode* second = first->next;
  free(first);
  phead->next = second;
  second->prev = phead;
}

📒 2.6在pos位置之前插入

void LTInsert(LTNode* pos, LTDateType x)
{
  assert(pos);
  LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
  LTNode* posprev = pos->prev;
  newnode->next = pos;
  pos->prev = newnode;
  newnode->prev = posprev;
  posprev->next = newnode;
}

我们可以通过复用LTInsert，实现链表的头插和尾插，使程序更简单。

当pos传递的是phead->next，就可以实现头插

当pos传递的是phead，就可以实现尾插

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDateType x)
{
  assert(phead);
  
  LTInsert(phead->next, x);
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDateType x)
{
  assert(phead);
  LTInsert(phead, x);
}

📒 2.7删除pos位置

void LTErase(LTNode* pos)
{
  assert(pos);
  LTNode* posprev = pos->prev;
  LTNode* posnext = pos->next;
  free(pos);
  posprev->next = posnext;
  posnext->prev = posprev;
}

我们可以通过复用LTInsert，实现链表的头删和尾删，使程序更简单。

当pos传递的是phead->next，就可以实现头删

当pos传递的是phead->prev，就可以实现尾插删

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);
  LTErase(phead->next);
}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);
  
  LTErase(phead->prev);
}