数据结构——双链表实现和注释浅解

关于双链表的基础部分增删查改的实现和一点理解，写在注释里~

前言

浅记

1. 哨兵位的节点不能被删除，节点的地址也不能发生改变，所以是传一级指针

2. 哨兵位并不存储有效数据，所以它并不是有效节点

3. 双向链表为空时，说明只剩下一个头节点（哨兵位）

List.h

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#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int LTDataType;
//定义双向链表节点的结构
typedef struct ListNode
{
	LTDataType data;//存储的数据
	struct ListNode* next;//指向下一个节点的指针
	struct ListNode* prev;//指向前一个节点的指针
}LTNode;


//声明双向链表中提供的方法

//申请节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x);



//初始化
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit();
//销毁
void LTDesTroy(LTNode* phead);
//打印
void LTPrint(LTNode* phead);

//插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
// 
//不改变哨兵位的地址，因此传一级即可
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);


//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos节点
void LTErase(LTNode* pos);
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);

List.c

尾插

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//哨兵位的节点不能被删除，节点的地址也不能发生改变，所以是传一级指针

//尾插
//phead：哨兵位
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//断言
	assert(phead);
	//申请新节点
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	
	//phead  phead->prev(前尾节点)  newnode
	//先将新节点的prev指针指向哨兵位的prev指针(前尾节点)
	//再把新节点的next指针指向哨兵位
	newnode->prev = phead->prev;
	newnode->next = phead;

	//先将哨兵位的prev指针(前尾节点)指向新节点
	//再把哨兵位的prev指针指向新节点
	phead->prev->next = newnode;
	phead->prev = newnode;

}

头插

在第一个存储有效数据的节点之前插入

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//头插
//在第一个存储有效数据的节点之前插入
//先去修改不会受到影响的节点，也就是新节点(newnode)
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//phead newnode phead->next(第一个存储有效数据的节点d1)
	//新节点的next指针指向第一个存储有效数据的节点d1
	//新节点的prev指针指向哨兵位
	newnode->next = phead->next;
	newnode->prev = phead;
	//第一个存储有效数据的节点d1的prev指针指向新节点
	//哨兵位的next指针指向新节点
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}

尾删

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//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	//链表必须有效且链表不能为空（只有一个哨兵位）
	assert(phead && phead->next != phead);
	//创建一个临时变量del，把最后一个存储有效数据的节点存放进去(d3)
	LTNode* del = phead->prev;
	//phead del->prev（d2） del（d3）
	//将d2的next指针指向哨兵位
	//把哨兵位的prev指针指向d2
	del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;

	//删除del（d3）节点，置为空
	free(del);
	del = NULL;
}

头删

删除第一个存储有效数据的节点

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//头删
//删除第一个存储有效数据的节点
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead && phead->next != phead);
	//创建一个临时变量del，把最后一个存储有效数据的节点存放进去(d1)
	LTNode* del = phead->next;

	//phead del（d1） del->next（d2）
	//将哨兵位的next指针指向d2
	//把d2的prev指针指向哨兵位
	phead->next = del->next;
	del->next->prev = phead;

	//删除del节点
	free(del);
	del = NULL;
}

汇总

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#include"List.h"



//data存储的数据
//next指向下一个节点的指针
//prev指向前一个节点的指针


//哨兵位的节点不能被删除，节点的地址也不能发生改变，所以是传一级指针
//哨兵位并不存储有效数据，所以它并不是有效节点


//申请节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
	LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	node->data = x;
	//node的next指针和prev指针都指向node本身 自循环
	//哨兵位
	node->next = node->prev = node;

	return node;
}

//插入数据之前，链表必须初始化到 只有一个头结点 的情况

//初始化
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit()
{
	//初始化就是申请一个哨兵位，哨兵位是自循环和
	LTNode* phead = LTBuyNode(-1);
	return phead;
}

//销毁
void LTDesTroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		LTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	//此时pcur指向phead，而phead还没有被销毁
	free(phead);
	phead = NULL;
}

//打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("\n");
}



//哨兵位的节点不能被删除，节点的地址也不能发生改变，所以是传一级指针

//尾插
//phead：哨兵位
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//断言
	assert(phead);
	//申请新节点
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	
	//phead  phead->prev(前尾节点)  newnode
	//先将新节点的prev指针指向哨兵位的prev指针(前尾节点)
	//再把新节点的next指针指向哨兵位
	newnode->prev = phead->prev;
	newnode->next = phead;

	//先将哨兵位的prev指针(前尾节点)指向新节点
	//再把哨兵位的prev指针指向新节点
	phead->prev->next = newnode;
	phead->prev = newnode;

}

//头插
//在第一个存储有效数据的节点之前插入
//先去修改不会受到影响的节点，也就是新节点(newnode)
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//phead newnode phead->next(第一个存储有效数据的节点d1)
	//新节点的next指针指向第一个存储有效数据的节点d1
	//新节点的prev指针指向哨兵位
	newnode->next = phead->next;
	newnode->prev = phead;
	//第一个存储有效数据的节点d1的prev指针指向新节点
	//哨兵位的next指针指向新节点
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	//链表必须有效且链表不能为空（只有一个哨兵位）
	assert(phead && phead->next != phead);
	//创建一个临时变量del，把最后一个存储有效数据的节点存放进去(d3)
	LTNode* del = phead->prev;
	//phead del->prev（d2） del（d3）
	//将d2的next指针指向哨兵位
	//把哨兵位的prev指针指向d2
	del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;

	//删除del（d3）节点，置为空
	free(del);
	del = NULL;
}
//头删
//删除第一个存储有效数据的节点
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead && phead->next != phead);
	//创建一个临时变量del，把最后一个存储有效数据的节点存放进去(d1)
	LTNode* del = phead->next;

	//phead del（d1） del->next（d2）
	//将哨兵位的next指针指向d2
	//把d2的prev指针指向哨兵位
	phead->next = del->next;
	del->next->prev = phead;

	//删除del节点
	free(del);
	del = 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节点
void LTErase(LTNode* pos)
{
	//pos理论上来说不能为phead，但是没有参数phead，无法增加校验
	assert(pos);
	//pos->prev pos pos->next
	pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;

	free(pos);
	pos = NULL;
}


//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//没有找到
	return NULL;
}

Test.c

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#include"List.h"

void ListTest01()
{
	//LTNode* plist = NULL;
	//LTInit(&plist);
	LTNode* plist = LTInit();

	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPrint(plist);

	LTNode* find = LTFind(plist, 3);
	//LTInsert(find, 66);
	LTErase(find);
	find = NULL;

	LTPrint(plist);
	LTDesTroy(plist);
	//plist = NULL;


	//if (find == NULL)
	//{
	//	printf("找不到！\n");
	//}
	//else {
	//	printf("找到了！\n");
	//}

	//LTPushFront(plist, 1);
	//LTPrint(plist);
	//LTPushFront(plist, 2);
	//LTPrint(plist);
	//LTPushFront(plist, 3);
	// 
	//
	测试尾删
	//LTPopBack(plist);
	//LTPrint(plist);
	//LTPopBack(plist);
	//LTPrint(plist);
	//LTPopBack(plist);
	//LTPrint(plist);

	测试头删
	//LTPopFront(plist);
	//LTPrint(plist);
	//LTPopFront(plist);
	//LTPrint(plist);
	//LTPopFront(plist);
	//LTPrint(plist);
	//LTPopBack(plist);
	//LTPrint(plist);
}

int main()
{
	ListTest01();
	return 0;
}

一点浅解，感谢观看~