C语言：数据结构（双向链表）

本文主要是介绍C语言：数据结构（双向链表），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1、双向链表的结构

注意：这⾥的“带头“跟前面我们说的“头节点”是两个概念，实际前面的在单链表阶段称呼不严谨，但是为了更好的理解就直接称为单链表的头节点。
带头链表里的头节点，实际为“放哨的”，哨兵位节点不存储任何有效元素，只是站在这里“放哨的”。
“哨兵位”存在的意义：遍历循环链表避免死循环。

2、顺序表和双向链表的优缺点分析

不同点	顺序表	链表
存储空间上	物理上一定连续	逻辑上连续，但物理上不一定连续
随机访问	支持O(1)	不支持O(N)
任意位置插⼊或者删除元素	可能需要搬移元素，效率低	只需修改指针指向
插入	动态顺序表，空间不够时需要扩容	没有容量的概念
应用场景	元素高效存储和频繁访问	任意位置频繁插入和删除

3、双向链表的实现

ListNode.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//定义双向链表节点的结构
typedef int Ltdatatype;
typedef struct ListNode
{Ltdatatype data;struct ListNode* prev;//指向前一个节点的指针struct ListNode* next;//指向后一个节点的指针
}ListNode;
//双向链表的初始化
ListNode* LtInit();
//尾插
//不改变哨兵位的地址，所以传一级即可
void LtPushBack(ListNode* phead, Ltdatatype x);//插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
//打印链表
void LtPrint(ListNode* phead);
//头插
void LtPushFront(ListNode* phead, Ltdatatype x);
//尾删
LtPopBack(ListNode* phead);
//头删
LtPopFront(ListNode* phead);
//查找
ListNode* LtFind(ListNode* phead, Ltdatatype x);
//指定位置前插入
void LtInsert(ListNode* pos, Ltdatatype x);
//删除pos位置
void LtErase(ListNode* pos);
//销毁链表
void LtDestroy(ListNode* phead);

ListNode.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "ListNode.h"
//申请节点
ListNode* LtBuyNode(Ltdatatype x)
{ListNode* node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if (node == NULL){perror("malloc fail");exit(1);}//申请成功node->data = x;node->next = node->prev = node;return node;
}
//双向链表的初始化
ListNode* LtInit()
{ListNode*phead = LtBuyNode(-1);return phead;
}
//尾插
void LtPushBack(ListNode* phead, Ltdatatype x)
{assert(phead);ListNode* newnode = LtBuyNode(x);//改变新节点的指向newnode->prev = phead->prev;newnode->next = phead;//改变尾节点和哨兵位的指向phead->prev->next = newnode;phead->prev = newnode;
}
//打印链表
void LtPrint(ListNode* phead)
{ListNode* pcur = phead->next;//遍历链表while (pcur != phead){printf("%d->", pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("\n");
}
//头插
void LtPushFront(ListNode* phead,Ltdatatype x)
{assert(phead);ListNode* newnode = LtBuyNode(x);newnode->prev = phead;newnode->next = phead->next;//修改哨兵位和第一个有效节点的指向phead->next->prev = newnode;phead->next = newnode;
}
//尾删
LtPopBack(ListNode* 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);ListNode* Del = phead->prev;//尾节点ListNode* DelPrev = Del->prev;//尾节点的前一个节点phead->prev = DelPrev;DelPrev->next = phead;free(Del);//删除Del节点Del = NULL;
}
//头删
LtPopFront(ListNode* phead)
{//判断链表是否有效和链表是否为空assert(phead && phead->next != phead);ListNode* Del = phead->next;//第一个有效节点ListNode* DelNext = Del->next;//有效节点的下一个节点phead->next = DelNext;DelNext->prev = phead;free(Del);//删除Del节点Del = NULL;
}
//查找
ListNode* LtFind(ListNode* phead, Ltdatatype x)
{ListNode* pcur = phead->next;//遍历链表while (pcur != phead){if (pcur->data == x)return pcur;pcur = pcur->next;//继续让pcur往下遍历}return NULL;//没有找到
}
//在pos位置之前插入数据
void LtInsert(ListNode* pos,Ltdatatype x)
{ListNode* newnode = LtBuyNode(x);newnode->prev = pos->prev;newnode->next = pos;pos->prev->next = newnode;pos->prev = newnode;
}
//删除pos位置
void LtErase(ListNode* pos)
{assert(pos);ListNode* PosPrev = pos->prev;//pos的前一个节点ListNode* PosNext = pos->next;//pos的后一个节点PosPrev->next = PosNext;PosNext->prev = PosPrev;free(pos);//pos = NULL;这里就算置空了，也不会影响实参
}
//销毁链表
void LtDestroy(ListNode* phead)
{ListNode* pcur = phead->next;//边遍历边释放节点while (pcur != phead){ListNode* Next = pcur->next;//保存要释放掉节点的下一个地址free(pcur);pcur = Next;}//此时pcur指向phead，而phead还没有被销毁free(phead);pcur = NULL;
}

text.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "ListNode.h"
void LtnodeTest()
{//测试初始化ListNode* plist = LtInit();//测试尾插LtPushBack(plist,1);LtPushBack(plist,2);LtPushBack(plist,3);//测试打印LtPrint(plist);//测试头插//LtPushFront(plist,4);//LtPushFront(plist,5);//LtPushFront(plist,6);//LtPrint(plist);//测试尾删LtPopBack(plist);LtPrint(plist);//测试头删//LtPopFront(plist);//LtPrint(plist);//测试查找//ListNode*find = LtFind(plist,2);//if (find)//	printf("找到了！\n");//else//	printf("没找到！\n");//测试在pos位置之前插入数据//LtInsert(find,88);//LtPrint(plist);//测试删除pos位置//LtErase(find);//find = NULL;//形参的改变不会影响实参，所以要在函数调用结束之后置为空//LtPrint(plist);//测试销毁链表//LtDestroy(plist);//plist = NULL;
}
int main()
{LtnodeTest();return 0;
}

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如果对你有所帮助的话，别忘了一键三连哟，谢谢宝子们😘！

这篇关于C语言：数据结构（双向链表）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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