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【初阶数据结构】逆流的回环链桥：双链表

网友: 技术文档 2025-07-30 13:35:05

文章目录

  • 1.双链表接口实现
    • 1.1 双链表节点创建
    • 1.2 双链表初始化
    • 1.3 双链表销毁
    • 1.4 双链表打印
    • 1.5 双链表检查是否为空
    • 1.6 双链表尾插
    • 1.7 双链表头插
    • 1.8 双链表尾删
    • 1.9 双链表头删
    • 1.10 双链表查找
    • 1.11 双链表在pos位置插入x
    • 1.12 双链表在pos位置删除x
  • 2.顺序表和链表对比
  • 3.代码展示
    • 3.1 List.h
    • 3.2 List.c
  • 希望读者们多多三连支持
  • 小编会继续更新
  • 你们的鼓励就是我前进的动力！

本篇是链表专题的双链表，是一种链表数据结构，它的每个节点除了包含数据域（用于存储数据）之外，还包含两个指针域，一个指向前一个节点（prev），另一个指向后一个节点（next）

1.双链表接口实现

这次我们实现的是带头双向循环的链表，不仅有指向前一个节点的prev指针，还有指向下一个节点的next指针，最后一个节点有指向开头的指针next，开头的节点有指向结尾的指针prev，形成循环

【初阶数据结构】逆流的回环链桥：双链表

双链表定义：

typedef int LTDataType;typedef struct ListNode{struct ListNode* next;struct ListNode* prev;LTDataType data;}LTNode;

有人问为什么每次都要重新定义数据类型，因为每次的节点数据类型不一定是一样的，定义一下方便修改所有地方的数据类型

1.1 双链表节点创建

LTNode* BuyListNode(LTDataType x){LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newnode == NULL){perror(\"malloc fail\");return NULL;}newnode->data = x;newnode->prev = NULL;newnode->next = NULL;return newnode;}

还是和之前的链表节点创建一样，这里不过多叙述

1.2 双链表初始化

LTNode* LTInit(){LTNode* phead = BuyListNode(-1);phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;}

通常我们会在主函数创建一个指针接收一个初始化指针，prev和next都指向自己形成循环，也就是一个哨兵位，也间接规避了链表为空的情况，直接可以PushBack节点

1.3 双链表销毁

void LTDestroy(LTNode* phead){assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){LTNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}free(phead);phead = NULL;}

head是哨兵位需要开始时被访问，所以从phead->next开始，先保存下一个节点的指针，然后释放当前移动指针指向的节点，再把保存过的节点赋值给移动指针实现移动遍历节点，最后再释放哨兵位head

1.4 双链表打印

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

要根据双链表的特性来，双链表有哨兵位，所以打印要从哨兵位的下一个节点开始打印，直到遇到的节点的next指针指向哨兵位

1.5 双链表检查是否为空

int LTEmpty(LTNode* phead){assert(phead);return phead->next == phead ? 0 : 1;}

为了方便在增删查改中避免链表为空的情况，and多处需使用到，所以特别写一个判空函数，因为是循环链表，所以指向自己表明链表只有一个哨兵位，则返回0，反则返回1

1.6 双链表尾插

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

由于是带头循环，所以每个节点都有4条逻辑线连接着，通常先修改两个节点间的链接，再修改循环的链接

1.7 双链表头插

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

无论是什么情况下，都要注意连接的顺序是否会影响到其他步骤的正常赋值，所以头插就需要先链接newnode的next指针，即通常先链接后面的节点

1.8 双链表尾删

void LTPopBack(LTNode* phead){assert(phead);assert(LTEmpty(phead));LTNode* tail = phead->prev;LTNode* tailPrev = tail->prev;tailPrev->next = phead;phead->prev = tailPrev;free(tail);tail = NULL;}

首先遇到删除就要注意是不是空链表，存不存在节点来删除，然后要分别存储最后一个节点和倒数第二个节点，方便进行链接释放的操作

1.9 双链表头删

void LTPopFront(LTNode* phead){assert(phead);assert(LTEmpty(phead));LTNode* first = phead->next;phead->next = first->next;first->next->prev = phead;free(first);first = NULL;}

相同的操作，无论是删除还是销毁，都要记得存储需要释放的节点相关指针，因为需要在删除之后将其连接的的节点连接起来

1.10 双链表查找

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

我们在查找时肯定是查找有效的数据，所以我们查找是从哨兵位后一个节点开始的，查找方法也很简单，遍历整个双链表，看看能否找到相应的数据，找得到就返回对应节点，找不到就返回空

1.11 双链表在pos位置插入x

void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x){assert(pos);LTNode* newnode = BuyListNode(x);pos->prev->next = newnode;newnode->prev = pos->prev;pos->prev = newnode;newnode->next = pos;}

因为双向链表有prev，就不用在意是pos前还是pos后插入，这里用的是pos前插入

1.12 双链表在pos位置删除x

void LTErase(LTNode* phead, LTNode* pos){assert(LTEmpty(phead));pos->prev->next = pos->next;pos->next->prev = pos->prev;free(pos);}

其实和头删尾删的原理是一样的，直接删除，然后将剩余两个断开的节点链接就行了

2.顺序表和链表对比

【初阶数据结构】逆流的回环链桥：双链表

顺序表和链表各有各的好处

🚩顺序表： 适用于对随机访问性能要求高，元素数量可预估，且不需要频繁进行插入和删除操作的场景

🚩链表： 适用于需要频繁插入和删除元素，元素数量动态变化，难以预估元素数量的场景

3.代码展示

传送门：Gitee双链表代码

3.1 List.h

#pragma once#include #include #include typedef int LTDataType;typedef struct ListNode{struct ListNode* next;struct ListNode* prev;LTDataType data;}LTNode;LTNode* LTInit();void LTDestroy(LTNode** pphead);void LTPrint(LTNode* phead);LTNode* BuyListNode(LTDataType x);int LTEmpty(LTNode* phead);void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);void LTPopBack(LTNode* phead);void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);void LTPopFront(LTNode* phead);LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);void LTErase(LTNode* pos);

3.2 List.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include \"List.h\"//初始化LTNode* LTInit(){LTNode* phead = BuyListNode(-1);phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;}//销毁void LTDestroy(LTNode* phead){assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){LTNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}free(phead);phead = NULL;}//打印void LTPrint(LTNode* phead){assert(phead);printf(\"\");LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){printf(\" %d =>\", cur->data);cur = cur->next;}printf(\"\\n\");}//创建节点LTNode* BuyListNode(LTDataType x){LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newnode == NULL){perror(\"malloc fail\");return NULL;}newnode->data = x;newnode->prev = NULL;newnode->next = NULL;return newnode;}//判空int LTEmpty(LTNode* phead){assert(phead);return phead->next == phead ? 0 : 1;}//尾插void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* newnode = BuyListNode(x);LTNode* tail = phead->prev;tail->next = newnode;newnode->prev = tail;newnode->next = phead;phead->prev = newnode;}//尾删void LTPopBack(LTNode* phead){assert(phead);assert(LTEmpty(phead));LTNode* tail = phead->prev;LTNode* tailPrev = tail->prev;tailPrev->next = phead;phead->prev = tailPrev;free(tail);tail = NULL;}//头插void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* newnode = BuyListNode(x);newnode->next = phead->next;phead->next->prev = newnode;phead->next = newnode;newnode->prev = phead;}//头删void LTPopFront(LTNode* phead){assert(phead);assert(LTEmpty(phead));LTNode* first = phead->next;phead->next = first->next;first->next->prev = phead;free(first);first = NULL;}//查找LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x){assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){if (cur->data == x){return cur;}cur = cur->next;}return NULL;}//在pos处插入xvoid LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x){assert(pos);LTNode* newnode = BuyListNode(x);pos->prev->next = newnode;newnode->prev = pos->prev;pos->prev = newnode;newnode->next = pos;}//在pos处删除xvoid LTErase(LTNode* phead, LTNode* pos){assert(LTEmpty(phead));pos->prev->next = pos->next;pos->next->prev = pos->prev;free(pos);}

希望读者们多多三连支持

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