死亡飞车.jpeg

第8篇文章中我们介绍了下链式存储中链表中的一种--单链表，但是单链表有一个缺点，就是无法快速访问到前驱结点，当查找到某个元素时，如果想找前边的元素结点，需要再次从头开始遍历，这样就比较麻烦。

那么就有人会问，是否可以在结点中再增加一个指针来指向前驱结点呢？答案是肯定的，增加了指向前驱结点的指针的链表称为

双链表

什么是双链表？

双链表，顾名思义就是可以向两个方向走的链表。它的每一个结点都有两个指针，一个指向后继结点，另一个指向前驱结点，如下图所示

双链表.png

我们从上图中可以看到，第一个结点的前驱结点pre指向了NULL,当然在设计时我们也可以把它指向头结点，最后一个结点的后继结点next指向了NULL，这种和单链表是一样的。

在双链表中，通过一个结点可以找到他的后继结点，也就可以找到他的前驱结点。

双链表在结构和算法描述上和单链表相同，只是某些算法实现比单链表复杂一些。例如在插入元素时，需要同时修改两个方向的指针指向，根据上图所示双链表，我们在元素40和67中间插入新元素88，来看一下图示过程

插入步骤1.png

双链表插入元素步骤2.png

从上面的步骤图中，我们看出，在插入元素时，需要同时修改两个方向的指针指向，同理，在删除元素时，也要修改这两个指针。这里就不画图展示了，大家“脑补一下就可以了~~~”

前面已经学过了单链表的实现过程，双链表的实现与单链表的实现大同小异，接下来我们看看双链表的实现过程。

双链表的实现

学习完双链表的定义与基本操作之后，我们还是用c语言来实现一个双链表，此双链表所具有的功能如下：

创建双链表
获取双链表的长度
判断双链表是否为空
插入、删除、查找元素
销毁双链表

打印双链表
在学习完单链表时，我们每一种操作算法都有详细的描述和实现代码，双链表与单链表有很多操作是相似的，这里就不在详细描述，但是会给出关键代码的解释。

dlist.h(头文件)

#ifndef _DLIST_H_
#define _DLIST_H_struct Node;
typedef struct Head * pHead;//头结点类型
typedef struct Node * pNode;//数据结点类型
//定义头结点
struct Head{int length;pNode next;
};
//定义数据结点
struct Node{int data;pNode pre;//指向前驱结点的指针pNode next;//指向后继结点的指针
}；pHead DlistCreate();//创建双链表方法声明
int getLength(pHead ph);//获取链表长度方法声明
int IsEmpty(pHead ph);//判断链表是否为空方法声明
int DlistInsert(pHead ph,int pos,int val);//在链表的pos位置插入val元素方法声明
pNode DlistDelete(pHead ph,int val);//删除链表中元素val方法声明
pNode DlistFind(pHead ph,int val);//查找链表中元素val方法声明
void DlistDestory(pHead ph);//销毁链表方法声明
void printFront(pHead ph);//打印链表中的元素方法声明（从头开始打印）
void printLast(pHead ph);（从尾部开始打印）
#endif

dist.c(函数实现文件)

  #include "dlist.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//创建双链表pHead DlistCreate(){pHead ph=(pHead)malloc(sizeof(struct Head));//为头结点分配空间if(ph==NULL){printf("分配头结点失败！");return NULL;}//创建好头结点后，初始化头结点中的数组ph->length=0;ph->next=NULL;return ph;}//获取链表长度int getLength(pHead ph){if(ph==NULL){printf("传入的双链表有误！");}return ph->length;}//判断链表是否为空int IsEmpty(pHead ph){if(ph==NULL){printf("传入的双链表有误！");}if(ph->length==0){return 1;}else{return 0;  }}//在链表的pos位置插入元素valint DlistInsert(pHead ph,int pos,int val){pNode pval=NULL;if(ph==NULL||pos<0||pos>ph->length){printf("插入元素时，传入参数有误");}//如果参数无误，给元素分配结点空间pval=(pNode)malloc(sizeof(struct Node));pval->data=val;//判断在那个位置插入元素，先判断链表是否为空if(IsEmpty(ph)){ph->next=pval;pval->next=NULL;pval->pre=Null;}else{pNode pCur=ph->next;if(pos==0){ph->next=pval;//将头结点指向pvalpval->next=pCur;//pval的后继指针指向pCurpval->pre=NULL;//pval的前驱结点指向空pCur->pre=pval;  //让pCur的前驱结点指向pval}else{for(int i=1;i<pos;i++){pCur=pCur->next;//遍历链表，找到要插入的位置，并将pCur指针后移   }//循环结束，此时pCur指向的就是要插入的位置//下方是将指针断开，再连接的过程pval->next=pCur->next;pCur->next->pre=pval;pval->pre=pCur;pCur->next=pval;}}ph->length++;return 1;}//删除链表ph中的元素valpNode DlistDelete(pHead ph,int val){if(ph==NULL||ph->length==0){printf("参数传入有误！");}pNode pval=DlistFind(ph,val);//找到值所在的结点if(pval==NULL){return NULL;}printf("将其删除\n");pNode pRe=pval->pre;pNode pNext=pval->next;pRe->next=pNext;pNext->pre=pRe;return pval;}//查找某个元素pNode DlistFind(pHead ph,int val){if(ph==NULL){printf("参数传递有误！")}  pNode pTmp=ph->next;//此过程与单链表没有差别            do{if(pTmp->data==val){printf("有此元素！\n");return pTmp;}pTmp=pTmp->next;//如果上方判断不成立，则继续进行下一个判断}//循环条件是直到链表的结尾while(pTmp->next!=NULL);//如果上方都不成立，说明链表中没有这个元素，直接返回NULLreturn NULL;}//销毁链表void  DlistDestory(pHead ph){pNode pCur=ph->next;pNode=pTmp;if(ph==NULL){printf("参数传入有误！")；}while(pCur->next!=NULL){pTmp=pCur->next;free(pCur);//将结点释放pCur=pTmp;}//回到初始化状态ph->length=0;ph->next=NULL;}//打印链表中的元素，从前往后打印void printFront(pHead ph){if(ph==NULL){printf("参数输入有误！");}  pNode pTmp=ph->next;while(pTmp->next!=NULL){printf("%d",pTmp->data);pTmp=pTmp->next;}printf("\n")}//倒序打印
void printLast(pHead ph){if(ph==NULL){printf("参数输入有误！");}  //现将指针移动到最后的位置pNode pTmp=ph->next;while(pTmp->next!=NULL){pTmp=pTmp->next;}for(int i=--ph->length;i>=0;i--){printf("%d",pTmp->data);pTmp=pTmp->pre;}
}

ok，双向链表基本的操作diamante就写完了，接下来我们看一下测试文件
main.c

  #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include "dlist.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){//创建一个双链表pHead ph=NULL;ph=DlistCreate();//向链表中插入元素int num;printf("请输入要插入的元素，输入0结束：\n");while(1){scanf("%d",&num);if(num==0){break;DlistInsert(ph,0,num);//从头添加元素} }printf("双链表的长度是%d\n",getLength(ph));printFront(ph);DlistInsert(ph,3,99);//在3位置插入新元素99printFront(ph);printLast(ph);//查找元素int val;printf("请输入要查找的元素：\n");scanf("%d",&val);DlistFind(ph,val);//删除元素int del;printf("请输入要删除的元素：\n");scanf("%d",&del);DlistDelete(ph,val);printFront(ph);//销毁链表DlistDestoty(ph);printf("双链表销毁成功：\n 此时链表的长度为%d\n",ph->length);system("pause");return 0;  }

总结

我们上方的代码实现了双链表的增删改查功能几个功能。

双链表的插入、删除操作，实现起来比单链表稍微复杂一丢丢~，其他操作都无较大的改动。

双链表是可以倒序遍历的，为了测试倒序功能，我们在上方代码中实现了printLast()方法，实现从后往前打印链表的元素。

双链表中的每个结点都要记录两个指针，所以空间消耗要略多一些。不过由于它良好的对称性，是的对结点前后两个结点操作更加灵活，也使得算法的时间效率得到了提高，说到底，就是空间换时间。

多谢关注，大家一起努力~~

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