【数据结构】顺序表和链表详解(下)

前言：上期我们从顺序表开始讲到了单链表的概念，分类，和实现，而这期我们来将相较于单链表没那么常用的双向链表。

文章目录

一、双向链表
二，双向链表的实现

一、双向链表

前面我们讲过单链表，我们知道他是单向不带头，不循环链表结构，而双向链表就不一样了，双向链表是：带头的双向循环链表。

前面我们将链表的分类，但没有具体展现每一种链表到底是什么样的；是因为怕大家混淆，当时为了方便理解就把单链表的第一个节点当作是头节点；但实际上单链表是每一头节点的。

既然双链表是双向带头的循环链表，那么将上面这几种结构结合起来自然就得到了双链表的结构：

注意：这里的"带头"跟前面我们说的"头结点"是两个概念，实际前⾯的在单链表阶段称呼不严谨，但是为了同学们更好的理解就直接称为单链表的头结点。
带头链表里的头结点，实际为"哨兵位"，哨兵位结点不存储任何有效元素，只是站在这⾥"放哨的"

二，双向链表的实现

首先要实现双链表我们就要创建一个双链表与单链表的实现一样。
在.h文件中

c 复制代码

//需要包含的头文件
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef int LTData;
//双向链表的构建
typedef struct ListNode
{
	LTData data;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;

构建好双链表后，我们可以发现双链表比单链表多了一个prev指针，指向它的前一个节点。这一点与单链表很不一样，仅仅多了一个prev指针就使得了链表变得循环起来。而且在单链表中是不能往前遍历的，但在双链表中就可以。

紧接着我们初始化节点：

c 复制代码

//初始化新节点
LTNode* LTNodeInit();

c 复制代码

//封装一个开辟一个结点的函数   
LTNode* LTBuyNode(LTData x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		//到这说明开辟失败
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	//到这说明开辟成功 调节新结点的prev和head指针 指向自己 因为时双向链表
	newnode->prev = newnode;
	newnode->next = newnode;
	newnode->data = x;
	//调整完后返回新结点的地址
	return newnode;
}

//初始化
LTNode* LTNodeInit()
{
	LTNode* phead = LTBuyNode(-1);//向内存申请一块空间 代表一个头结点 
	return phead;//返回头结点的地址
}

创建好双链表，初始化节点后我们就可以来实现双链表的增，删，查，改了。

一，增

1，头插

c 复制代码

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTData x);

c 复制代码

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTData x)
{
	assert(phead);
	//既然要插入结点 就要先创建一个结点
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//head newnode head->next(d1) 处理他们三个的指向关系
	newnode->next = phead->next;
	newnode->prev = phead;
	
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}

2，尾插

c 复制代码

//头结点不发生改变传一级指针
//头结点要发生改变传二级指针
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead,LTData x);

c 复制代码

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTData x)
{
	assert(phead);
	//既然要尾插那么就要有新的结点 新的结点使用LTBuyNode方法开辟 然后返回新结点的地址
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//phead  phead->prev(尾结点) newnode
	
	//先修改newnode
	newnode->prev = phead->prev;//phead->prev即d3结点 newnode指向d3
	newnode->next = phead;//尾与头相连

	//再修改链表内部的结点
	phead->prev->next = newnode;//相当于d3->newnode d3指向newnode
	phead->prev = newnode;//头与尾相连
}

3，在指定位置后插入

c 复制代码

//在指定位置之后插入结点
void LTInsert(LTNode* pos, LTData x);

c 复制代码

//在指定位置之后插入结点
void LTInsert(LTNode* pos, LTData 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;
}

二，删

1，头删

c 复制代码

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);

c 复制代码

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* del = phead->next;//phead->next 为头结点
	//处理 head del del->nex
	phead->next = del->next;
	del->next->prev = phead;

	//释放头结点
	free(del);
	del = NULL;
}

2，尾删

c 复制代码

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);

c 复制代码

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	//先判断是否是空链表
	assert(!LTEmpty(phead));//如果链表为空 返回1 !1（非1） 就为0 就会断言报错
	LTNode* del = phead->prev;//定义del来保存尾结点
	//处理head  head-next->prev(del->prev)     head->next(del)
	//             尾结点的上一个结点                   尾结点

	del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;
	 
	//释放
	free(del);
	del = NULL;
}

3，删除pos位置的节点

c 复制代码

//删除pos位置的结点
void LTErase(LTNode* pos);

c 复制代码

//删除pos位置的结点
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;
}

三，查

c 复制代码

//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTData x);

c 复制代码

//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTData x)
{
	assert(phead);
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//走到这里已经循环完了链表都没找到 说明找不到了返回NULL
	return NULL;
}

四，链表的销毁

与单链表一样，双链表也是我们人为向操作系统申请的空间，为了避免空间浪费再我们不使用链表的时候就将他销毁，还给操作系统。

c 复制代码

//链表的销毁
void LTdesTroy(LTNode*phead);

c 复制代码

void LTdesTroy(LTNode*phead)
{
	LTNode*pcur=phead->next;
	while(pcur!=NULL)
	{
		LTNode*next=pcur->next;
		free(pcur);
		pcur=next;
	}
	//跳出循环只剩下哨兵位 释放哨兵位
	free(phead);
	phead=NULL;
}

五，测试代码

以上就是双链表的实现，实现完后我们可以用一些测试代码来测试一下，

c 复制代码

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

c 复制代码

void test1()
{
	
	LTNode* plist= LTNodeInit();//ʼ
	//β
	/*LTPushBack(plist,1);
	LTPushBack(plist,2);
	LTPushBack(plist,3);
	LTPushBack(plist,4);*/

	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPrint(plist);
}

int main()
{
	test1();
	return 0;
}

六，顺序表与链表的总结

以上就是所有链表和顺序表的内容了，我们最后再来比较一下二者的区别：

以上就是本章的全部内容啦！

最后感谢能够看到这里的读者，如果我的文章能够帮到你那我甚是荣幸，文章有任何问题都欢迎指出！制作不易还望给一个免费的三连，你们的支持就是我最大的动力！