双向链表的实现

遇见好心情.2025-10-24 11:38

目录

1.概念与结构

2.实现双向链表

[2.1 初始化](#2.1 初始化)

[2.2 申请新节点](#2.2 申请新节点)

[2.3 尾插](#2.3 尾插)

[2.4 头插](#2.4 头插)

[2.5 打印](#2.5 打印)

[2.6 尾删](#2.6 尾删)

[2.7 头删](#2.7 头删)

[2.8 查找](#2.8 查找)

[2.9 在pos之后插入节点](#2.9 在pos之后插入节点)

[2.10 删除pos位置的节点](#2.10 删除pos位置的节点)

[2.11 销毁](#2.11 销毁)

3.总结上述代码

这一节双向链表的实现可以理解单链表的实现来理解，同样还是画图理解结构。

1.概念与结构

带头双向循环链表

带头链表里的头结点，实际就是"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"。

2.实现双向链表

2.1 初始化

List.h

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int LTDataType;

typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* next;  //指针保存下一个结点的地址
	struct ListNode* prev;  //指针保存前一个结点的地址
	LTDataType data;
}LTNode;

//初始化
void LTInit(LTNode** pphead);

List.c

cpp 复制代码 
#include"List.h"

//初始化
void LTInit(LTNode** pphead)
{
	*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (*pphead == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(1);
	}
	(*pphead)->data = -1;
	(*pphead)->next = (*pphead)->prev = *pphead;
}

test.c

cpp 复制代码 
#include"List.h"

void test01()
{
	LTNode* plist = NULL;
	//初始化
	LTInit(&plist);
}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

输出结果：

哨兵位初始化成功了。

2.2 申请新节点

List.h

cpp 复制代码 
//申请新节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x);

List.c

cpp 复制代码 
//申请新节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = newnode->prev = newnode;
	return newnode;
}

2.3 尾插

List.h

cpp 复制代码 
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);

List.c

cpp 复制代码 
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = phead->prev;
	newnode->next = phead;
	phead->prev->next = newnode;
	phead->prev = newnode;
}

test.c

cpp 复制代码 
#include"List.h"

void test01()
{
	LTNode* plist = NULL;
	//初始化
	LTInit(&plist);

	//尾插
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);
}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

输出结果：

2.4 头插

List.h

cpp 复制代码 
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);

List.c

cpp 复制代码 
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}

test.c

cpp 复制代码 
//头插
LTPushFront(plist, 1);
LTPushFront(plist, 2);
LTPushFront(plist, 3);
LTPushFront(plist, 4);

输出结果：

2.5 打印

List.h

cpp 复制代码 
//打印
void LTPrint(LTNode* phead);

List.c

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

2.6 尾删

List.h

cpp 复制代码 
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);

//链表判空
bool LTEmpty(LTNode* phead);

List.c

cpp 复制代码 
//链表判空
bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTNode* del = phead->prev;
	del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;
	free(del);
	del = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码 
	//尾插
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);

	////头插
	//LTPushFront(plist, 1);
	//LTPushFront(plist, 2);
	//LTPushFront(plist, 3);
	//LTPushFront(plist, 4);

	//尾删
	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

2.7 头删

List.h

cpp 复制代码 
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);

List.c

cpp 复制代码 
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTNode* del = phead->next;
	del->next->prev = phead;
	phead->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码 
	//头删
	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

2.8 查找

List.h

cpp 复制代码 
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);

List.c

cpp 复制代码 
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	return NULL;	
}

test.c

cpp 复制代码 
//查找
LTNode* pos = LTFind(plist, 2);
if (pos)
{
	printf("找到了\n");
}
else
{
	printf("未找到\n");
}

2.9 在pos之后插入节点

List.h

cpp 复制代码 
//在pos之后插入节点
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);

List.c

cpp 复制代码 
//在pos之后插入节点
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = pos;
	newnode->next = pos->next;
	pos->next->prev = newnode;
	pos->next = newnode;
}

test.c

cpp 复制代码 
	//在pos之后插入节点
	LTInsert(pos, 723);
	LTPrint(plist);

2.10 删除pos位置的节点

List.h

cpp 复制代码 
//删除pos位置的节点
void LTErase(LTNode* pos);

List.c

cpp 复制代码 
//删除pos位置的节点
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);
	pos->prev->next = pos->next;
	pos->next->prev = pos->prev;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码 
	//删除pos位置的节点
	LTErase(pos);
	LTPrint(plist);

2.11 销毁

List.h

cpp 复制代码 
//销毁
void LTDesTroy(LTNode** pphead);

List.c

cpp 复制代码 
//销毁
void LTDesTroy(LTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);
	LTNode* pcur = (*pphead)->next;
	while (pcur != *pphead)
	{
		LTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	free(*pphead);
	*pphead = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码 
	//销毁
	LTDesTroy(&plist);

3.总结上述代码

List.h

cpp 复制代码 
#pragma once

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>

typedef int LTDataType;

typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* next;  //指针保存下一个结点的地址
	struct ListNode* prev;  //指针保存前一个结点的地址
	LTDataType data;
}LTNode;

//初始化
void LTInit(LTNode** pphead);

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);

//申请新节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x);

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

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);

//链表判空
bool LTEmpty(LTNode* phead);

//打印
void LTPrint(LTNode* phead);

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);

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

//在pos之后插入节点
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);

//删除pos位置的节点
void LTErase(LTNode* pos);

//销毁
void LTDesTroy(LTNode** pphead);

List.c

cpp 复制代码 
#include"List.h"

//申请新节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = newnode->prev = newnode;
	return newnode;
}

//初始化
void LTInit(LTNode** pphead)
{
	//*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	//if (*pphead == NULL)
	//{
	//	perror("malloc");
	//	exit(1);
	//}
	//(*pphead)->data = -1;
	//(*pphead)->next = (*pphead)->prev = *pphead;
	*pphead = LTBuyNode(-1);
}

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = phead->prev;
	newnode->next = phead;
	phead->prev->next = newnode;
	phead->prev = newnode;
}

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}

//链表判空
bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTNode* del = phead->prev;
	del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;
	free(del);
	del = NULL;
}

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

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(!LTEmpty(phead));
	LTNode* del = phead->next;
	del->next->prev = phead;
	phead->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

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

//在pos之后插入节点
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->prev = pos;
	newnode->next = pos->next;
	pos->next->prev = newnode;
	pos->next = newnode;
}

//删除pos位置的节点
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);
	pos->prev->next = pos->next;
	pos->next->prev = pos->prev;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

//销毁
void LTDesTroy(LTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);
	LTNode* pcur = (*pphead)->next;
	while (pcur != *pphead)
	{
		LTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	free(*pphead);
	*pphead = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码 
#include"List.h"

void test01()
{
	LTNode* plist = NULL;
	//初始化
	LTInit(&plist);

	//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);

	////尾删
	//LTPopBack(plist);
	//LTPrint(plist);

	////头删
	//LTPopFront(plist);
	//LTPrint(plist);

	////查找
	LTNode* pos = LTFind(plist, 2);
	//if (pos)
	//{
	//	printf("找到了\n");
	//}
	//else
	//{
	//	printf("未找到\n");
	//}

	////在pos之后插入节点
	//LTInsert(pos, 723);
	//LTPrint(plist);

	////删除pos位置的节点
	//LTErase(pos);
	//LTPrint(plist);

	//销毁
	LTDesTroy(&plist);
}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

总结：还是画图理解，总结的代码也是根据图片信息一步一步写出来的。

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