一.双向链表
1.结构
和单向链表不同的是，在双向链表的结点中有两个指针域，一个指向前驱，一个指向后继，如下：
typedef struct Node{
ElemType data; //数据
struct Node *prior; //前驱
struct Node *next; //后继
}Node;
2.创建
和创建单向链表，大体相同，唯一不同的是需要处理每个结点的前驱指针：
Status createLinkList(LinkList *L){
//*L 指向头结点
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (*L == NULL) return ERROR;
(*L)->prior = NULL;
(*L)->next = NULL;
(*L)->data = -1;
//新增数据，才用尾插法，每插入一个新结点，就更新p，
LinkList p = *L;
for(int i=0; i < 10;i++){
//1.创建1个临时的结点，将前驱和后继指针置为NULL,数据段赋值
LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
temp->prior = NULL;
temp->next = NULL;
temp->data = i;
//2.为新增的结点建立双向链表关系
//① temp 是p的后继
p->next = temp;
//② temp 的前驱是p
temp->prior = p;
//③ p 要记录最后的结点的位置,方便下一次插入
p = p->next;
}
return OK;
}
3.插入
在插入新结点时，需要修改四个指针，如下：
Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType data){
//1. 插入的位置不合法 为0或者为负数
if(i < 1) return ERROR;
//2. 新建结点
LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
temp->data = data;
temp->prior = NULL;
temp->next = NULL;
//3.将p指向头结点!
LinkList p = *L;
//4. 找到插入位置i直接的结点
for(int j = 1; j < i && p;j++)
p = p->next;
//5. 如果插入的位置超过链表本身的长度
if(p == NULL){
return ERROR;
}
//6. 判断插入位置是否为链表尾部;
if (p->next == NULL) {
p->next = temp;
temp->prior = p;
}else{
//1️⃣ 将p->next 结点的前驱prior = temp
p->next->prior = temp;
//2️⃣ 将temp->next 指向原来的p->next
temp->next = p->next;
//3️⃣ p->next 更新成新创建的temp
p->next = temp;
//4️⃣ 新创建的temp前驱 = p
temp->prior = p;
}
return OK;
}
4.删除
双向链表中删除结点，需要修改两个指针：
- 将要删除结点的-前结点的后继指针
next - 将要删除结点的-后结点的前驱指针
prior
4.1 删除指定位置结点，同时返回被删除结点的值
Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e){
int k = 1;
LinkList p = (*L);
//1.判断双向链表是否为空,如果为空则返回ERROR;
if (*L == NULL) {
return ERROR;
}
//2. 将指针p移动到删除元素位置前一个
while (k < i && p != NULL) {
p = p->next;
k++;
}
//3.如果k>i 或者 p == NULL 则返回ERROR
if (k>i || p == NULL) {
return ERROR;
}
//4.创建临时指针delTemp指向要删除的结点,并将要删除的结点的data 赋值给*e,带回到main函数
LinkList delTemp = p->next;
*e = delTemp->data;
//5. p->next 等于要删除的结点的下一个结点
p->next = delTemp->next;
//6. 如果删除结点的下一个结点不为空,则将将要删除的下一个结点的前驱指针赋值p;
if (delTemp->next != NULL) {
delTemp->next->prior = p;
}
//7.删除delTemp结点
free(delTemp);
return OK;
}
4.2 删除指定数据的结点
Status LinkListDeletVAL(LinkList *L, int data){
LinkList p = *L;
//1.遍历双向循环链表
while (p) {
//2.判断当前结点的数据域和data是否相等,若相等则删除该结点
if (p->data == data) {
//修改被删除结点的前驱结点的后继指针,参考图上步骤1️⃣
p->prior->next = p->next;
//修改被删除结点的后继结点的前驱指针,参考图上步骤2️⃣
if(p->next != NULL){
p->next->prior = p->prior;
}
//释放被删除结点p
free(p);
//退出循环
break;
}
//没有找到该结点,则继续移动指针p
p = p->next;
}
return OK;
}
5.查找元素
int selectElem(LinkList L,ElemType elem){
LinkList p = L->next;
int i = 1;
while (p) {
if (p->data == elem) {
return i;
}
i++;
p = p->next;
}
return -1;
}
6.更新指定结点
Status replaceLinkList(LinkList *L,int index,ElemType newElem){
LinkList p = (*L)->next;
for (int i = 1; i < index; i++) {
p = p->next;
}
p->data = newElem;
return OK;
}
二.双向循环链表
和双向链表，不同的是，双向循环链表的最后一个结点的后继指针next指向头结点
1.创建链表
Status creatLinkList(LinkList *L){
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (*L == NULL) {
return ERROR;
}
(*L)->next = (*L);
(*L)->prior = (*L);
//新增数据
LinkList p = *L;
for(int i=0; i < 3;i++){
//1.创建1个临时的结点
LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
temp->data = i;
//2.为新增的结点建立双向链表关系
//① temp 是p的后继
p->next = temp;
//② temp 的前驱是p
temp->prior = p;
//③ temp的后继是*L
temp->next = (*L);
//④ 头结点*L 的前驱是新建的temp
(*L)->prior = temp;
//⑤ p 要记录最后的结点的位置,方便下一次插入
p = p->next;
}
return OK;
}
2.插入结点
Status LinkListInsert(LinkList *L, int index, ElemType e){
//1. 创建指针p,指向双向链表头
LinkList p = (*L);
int i = 1;
//2.双向循环链表为空,则返回error
if(*L == NULL) return ERROR;
//3.找到插入前一个位置上的结点p
while (i < index && p->next != *L) {
p = p->next;
i++;
}
//4.如果i>index 则返回error
if (i > index) return ERROR;
//5.创建新结点temp
LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
//6.temp 结点为空,则返回error
if (temp == NULL) return ERROR;
//7.将生成的新结点temp数据域赋值e.
temp->data = e;
//8.将结点temp 的前驱结点为p;
temp->prior = p;
//9.temp的后继结点指向p->next;
temp->next = p->next;
//10.p的后继结点为新结点temp;
p->next = temp;
//11.temp节点的下一个结点的前驱为temp 结点
temp->next->prior = temp;
return OK;
}
3.删除结点
Status LinkListDelete(LinkList *L,int index,ElemType *e){
int i = 1;
LinkList temp = (*L)->next;
if (*L == NULL) {
return ERROR;
}
//如果超出长度返回-1
if (index > ListLength(*L)) {
*e = -1;
return ERROR;
}
//①.如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空;
if(temp->next == *L){
free(*L);
(*L) = NULL;
return OK;
}
//1.找到要删除的结点
while (i < index ) {
temp = temp->next;
i++;
}
//2.给e赋值要删除结点的数据域
*e = temp->data;
//3.修改被删除结点的前驱结点的后继指针 图1️⃣
temp->prior->next = temp->next;
//4.修改被删除结点的后继结点的前驱指针 图2️⃣
temp->next->prior = temp->prior;
//5. 删除结点temp
free(temp);
return OK;
}
4.获取链表长度
int ListLength(LinkList L){
int i = 0;
LinkList p = L->next;
while (p != L) {
p = p->next;
i++;
}
return i;
}
5.遍历链表
Status Display(LinkList L){
if (L == NULL) {
printf("打印的双向循环链表为空!\n\n");
return ERROR;
}
printf("双向循环链表内容: ");
LinkList p = L->next;
while (p != L) {
printf("%d ",p->data);
p = p->next;
}
printf("\n\n");
return OK;
}
单链表和双链表对比
- 单链表只有一个方向，所以只能向后查找
- 双链表有两个方向，既可以找到前驱，也可以找到后继
- 单链表的插入和删除结点，需要修改一个方向上的指针
- 双向链表的插入和删除结点，需要同时修改两个方向上的指针
