数据结构与算法 | 双链表的基本操作

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什么是双链表？

双链表是在操作系统中常用的数据结构，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱，其结点组成如下：

其示意图举例如下：

双链表的操作示例

1、双链表结点定义：

/* 数据元素类型 */
typedef int Type;

/* 双链表结点结构体 */
typedef struct _DListNode
{
    struct _DListNode * prior; /* 指向直接前趋结点 */
    struct _DListNode * next;  /* 指向直接后继结点 */
	Type data;				   /* 数据 		   */		
}DListNode;

2、相关操作示例

/* 函数声明 */
static DListNode *dlist_create(void);
static int dlist_find(DListNode *dlist, Type find_data);
static DListNode *dlist_change(DListNode *dlist, int pos, Type new_data);
static DListNode *dlist_insert(DListNode *dlist, Type insert_data, int pos);
static DListNode *dlist_delete(DListNode *dlist, Type del_data); 
static void dlist_print_int(DListNode *dlist);

（1）创建一个双链表： （5，2，0，13，14）

示意图：

代码：

static DListNode *dlist_create(void)
{
	/* 创建第一个结点 */
	DListNode *node = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));  
	node->prior = NULL;
	node->next = NULL;
	node->data = list[0];
	
	/* 创建头指针并指向第一个结点 */
	DListNode *head = node;  
	
	/* 创建其它结点并链接成双链表 */
	for (int i = 1; i < LEN; i++)
	{
		/* 创建新结点 */
		DListNode *new_node = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));	
		new_node->next = NULL;		
		new_node->prior = head;		/* 关键点1：新结点的prior指针指向前驱结点 */
		new_node->data = list[i];
		
		/* 改变前驱结点的next指针指向 */
		head->next = new_node;		/* 关键点2：前驱结点的next指针指向新结点 */
		
		/* 头指针后移 */
		head = head->next;
	}
	
	return node;
}

（2）元素查找：

static int dlist_find(DListNode *dlist, Type find_data)
{
	DListNode* temp = dlist;
	int pos = 1;
	
	while (temp)
	{
		if (find_data == temp->data)
		{
			return pos;	
		}
		else
		{
			temp = temp->next;
			pos++;
		}
	}
	
	return ERROR;
}

（3）元素替换：

static DListNode *dlist_change(DListNode *dlist, int pos, Type new_data)
{
	DListNode* temp = dlist;
	
	for (int i = 1; i < pos; i++)
	{
		temp = temp->next;
	}
	temp->data = new_data;
	
	return dlist;
}

（4）结点插入：

• 头部插入：

• 中间插入：

• 尾部插入：

static DListNode *dlist_insert(DListNode *dlist, Type insert_data, int pos)
{	
	/* 创建新结点待插入 */
	DListNode *new_node = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));	
	new_node->next = NULL;
	new_node->prior = NULL;
	new_node->data = insert_data;
	
	if (pos > LEN + 1)
	{
		printf("插入的位置错误!\n");
	}
	
	/* 头部插入 */
	if (1 == pos)
	{
		dlist->prior = new_node; /* 步骤1 */	 
		new_node->next = dlist;	 /* 步骤2 */
		dlist = new_node;		 /* 步骤3 */
	}
	else
	{
		DListNode *temp = dlist;
		for (int i = 1; i < pos-1; i++)
		{
			temp = temp->next;
		}
		/* 中间插入 */
		if (temp->next != NULL)
		{
			new_node->next = temp->next;	/* 步骤1 */
			new_node->prior = temp;			/* 步骤2 */
			temp->next->prior = new_node;	/* 步骤3 */
			temp->next = new_node;			/* 步骤4 */
		}
		/* 尾部插入 */
		else
		{
			temp->next = new_node;	/* 步骤1 */
			new_node->prior = temp; /* 步骤2 */
		}
	}
	
	return dlist;
}

（5）结点删除：

static DListNode *dlist_delete(DListNode *dlist, Type del_data)
{
	DListNode *temp = dlist;
	
	while (temp)
	{
		if (del_data == temp->data)
		{
			temp->next->prior = temp->prior;
			temp->prior->next = temp->next;
			free(temp);
			return dlist;
		}
		temp = temp->next;
	}
	
	return dlist;
}

3、验证

主函数：

int main(void)
{
    printf("创建一个双链表:");
    DListNode *dlist = dlist_create();
    dlist_print_int(dlist);

    printf("元素13所在的位置是:");
    int pos = dlist_find(dlist, 13);
	if (ERROR == pos)
	{
		printf("该元素不存在。\n");
	}
	else
	{
		printf("%d\n", pos);
	}
	
	printf("把第1个位置的元素替换为2020得到新的双链表为:");
	dlist = dlist_change(dlist, 1, 2020);
    dlist_print_int(dlist);
	
	printf("第2个位置插入888得到新的双链表为:");
	dlist = dlist_insert(dlist, 888, 2);
    dlist_print_int(dlist);
	
	printf("删除元素2得到新的双链表为：");
	dlist = dlist_delete(dlist, 2);
	dlist_print_int(dlist);
	
	return 0;
}

运行结果：

最后

以上就是本次分享的双链表的笔记，希望各位喜欢！如有错误欢迎指出。以上代码仅用于学习使用，可能没有那么完善、严谨，还望谅解。最后，如果可以的话，麻烦帮忙分享、转发、再看，谢谢。

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