C语言双向链表的实现

文章目录

双向链表简介
结构体构建
创建结点
头插法插入结点
正反向打印链表
删除指定元素
完整代码及用例测试
执行结果
双向链表优缺点分析

双向链表简介

我们知道，单链表（singly linked list）只有一个指向直接后继的指针来表示结点间的逻辑关系，可以方便地查找下一个结点，但是找前驱结点就非常困难。这时，我们就需要用上双向链表(doubly linked list)来解决这个问题。

结构体构建

第一个动作和单链表类似，我们使用结构体来定义出这种数据类型。代码：

typedef struct DLinkNode{int data;struct DLinkNode *prev;struct DLinkNode *next;
}DLNode,*DLNodePtr;
DLNodePtr head;//定义一个全局的头指针

创建结点

为了便于后续操作，我们写一个创建结点的函数。在之后需要创建结点的操作中直接调用此函数，减少代码的重复性。代码：

DLNodePtr GetNewNode(int x){DLNodePtr newNode = (DLNodePtr)malloc(sizeof(DLNodePtr));newNode->data = x;newNode->prev = NULL;newNode->next = NULL;return newNode;
}

头插法插入结点

//头插法插入节点
void InsertAtHead(int x){DLNodePtr temp = GetNewNode(x);//1.链表为空，则将head设置为新节点的地址if(head==NULL){head = temp;return ;} //2.链表不为空，在头部插入head->prev = temp;temp->next = head;head = temp;
}

正反向打印链表

//正向打印
void Print(){DLNodePtr p = head;printf("正向输出："); while(p!=NULL){printf("%d ",p->data);p=p->next;}printf("\n");
}
//反向打印
void ReversePrint() {DLNodePtr p = head;if(p==NULL){return ;}//到达最后一个结点while(p->next!=NULL){p = p->next;} printf("反向打印：");while(p!=NULL){printf("%d ",p->data);p=p->prev;}printf("\n");
}

删除指定元素

void deleteElement(int n){DLNodePtr p,q,r;p = head;while(p->next!=NULL&&p->next->data!=n){p = p->next;}if(p->next==NULL){printf("不存在此元素"); }q = p->next;r = q->next;p->next = r;if(r!=NULL){r->prev = p;}free(q);
}

完整代码及用例测试

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef struct DLinkNode{int data;struct DLinkNode *prev;struct DLinkNode *next;
}DLNode,*DLNodePtr;
DLNodePtr head;//定义一个全局的头指针
DLNodePtr GetNewNode(int x){DLNodePtr newNode = (DLNodePtr)malloc(sizeof(DLNodePtr));newNode->data = x;newNode->prev = NULL;newNode->next = NULL;return newNode;
}
//头插法插入节点
void InsertAtHead(int x){DLNodePtr temp = GetNewNode(x);//1.链表为空，则将head设置为新节点的地址if(head==NULL){head = temp;return ;} //2.链表不为空，在头部插入head->prev = temp;temp->next = head;head = temp;
}
//正向打印
void Print(){DLNodePtr p = head;printf("正向输出："); while(p!=NULL){printf("%d ",p->data);p=p->next;}printf("\n");
}
//反向打印
void ReversePrint() {DLNodePtr p = head;if(p==NULL){return ;}//到达最后一个结点while(p->next!=NULL){p = p->next;} printf("反向打印：");while(p!=NULL){printf("%d ",p->data);p=p->prev;}printf("\n");
}
//删除指定元素
void deleteElement(int n){DLNodePtr p,q,r;p = head;while(p->next!=NULL&&p->next->data!=n){p = p->next;}if(p->next==NULL){printf("不存在此元素"); }q = p->next;r = q->next;p->next = r;if(r!=NULL){r->prev = p;}free(q);
}
//主函数
int main (){InsertAtHead(1);InsertAtHead(3);InsertAtHead(5);InsertAtHead(9);InsertAtHead(99);Print();ReversePrint();deleteElement(5);Print();ReversePrint();}

执行结果

双向链表优缺点分析

1.优点：
反转双向链表非常容易。
它可以在执行期间轻松分配或重新分配内存。
与单链表一样，它是最容易实现的数据结构。
这个双向链表的遍历是双向的，这在单链表中是不可能的。
与单链表相比，删除节点很容易。单链表删除需要一个指向要删除的节点和前一个节点的指针，但在双链表中，它只需要要删除的指针。
2.缺点：
与数组和单链表相比，它使用额外的内存（增加了指针）。
由于内存中的元素是随机存储的，因此元素是按顺序访问的，不允许直接访问。

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