【数据结构】带头双向循环链表(下)

简介: 【数据结构】带头双向循环链表(下)

链表尾删


尾删就是删除最后一个节点,所以我们先要找到最后一个节点的前一个节点(phead->prev->prev),然后将最后一个节点删除(释放),最后将最后一个节点的前一个节点与头节点连接即可。


如果此时只有一个节点,也是一样的删,没有其它的麻烦,多想想就明白了(自行体会)。


如果此时没有节点,这是判空的作用就来了,没有节点当然就是不给删咯,直接assert断言暴打。


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下面是相关接口函数功能实现:

// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{
  // 如果为空返回真 ,!一下为假
  assert(phead && !ListEmpty(phead));
  // 要删除的尾节点的指针
  ListNode* cur = phead->_prev;
  // 尾节点的前一个结点
  ListNode* prev = cur->_prev;
  free(cur);
  // 连接
  prev->_next = phead;
  phead->_prev = prev;
}


链表头插


头插就是在头节点的后面插入,得到一个节点后,只管连接即可,轻轻松松。


当然这里要注意的是,如果不存放当前头节点的下一个节点的地址,那么需要先将新的节点与头节点的下一个节点连接,然后才与头节点连接,因为先与头节点连接的话,就找不到下一个节点了,此时就会连接中断。


如果存放当前头节点的下一个节点的地址的话,是可以随意连接的,没有主次。


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下面是相关接口函数功能实现:

// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  // 得到一个节点
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  // 这里是存放下一个节点的地址
  ListNode* cur = phead->_next;
  // 连接
  newnode->_next = cur;
  cur->_prev = newnode;
  phead->_next = newnode;
  newnode->_prev = phead;
}


链表头删


链表头删是删除头节点的下一个节点,为了删除之后,能够正常连接,所以需要存放此时头节点的下一个节点的下一个节点的地址,然后将头节点的下一个节点删除,最后再将头节点与存放的那个地址指向的节点连接即可。


注意,既然是删除,那就要复用判空函数判断链表是否为空,不然没有节点了还去删除,就会出问题。

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下面是相关接口函数功能实现:

// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
  // 判空
  assert(phead && !ListEmpty(phead));
  // 存放当前链表头节点的下一个节点的地址
  ListNode* cur = phead->_next;
  // 存放当前链表头节点的下一个节点的下一个节点的地址
  ListNode* next = cur->_next;
  // 删除(释放)
  free(cur);
  // 连接
  phead->_next = next;
  next->_prev = phead;
}


链表查找


  • 这里的查找是你给定一个数据,然后在链表中寻找data与这个数据相等的节点,最终返回这个节点的地址。
  • 如果没有找到,就返回NULL
  • 如何查找?很简单,遍历一遍链表即可。
  • 如果链表为空,也就是只有一个头节点,这时pheadnext就是自己,判断条件为假,返回NULL

下面是相关接口函数功能实现:

// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  // 从头节点的下一个位置开始查找
  ListNode* cur = phead->_next;
  // 直到遍历到头节点结束
  while (cur != phead)
  {
    // 找到相等的直接返回当前的节点
    if (cur->_data == x) return cur;
    cur = cur->_next;
  }
  // 如果循环内没有相等的数据对应,则返回空
  return NULL;
}


链表修改


链表的修改就是将链表中的某一个节点的数据修改成你想要的值。


这里通过传递某一个节点的地址来进行修改,言外之意就是可以先使用查找函数查找到你想要修改的那个节点,然后将查找函数的返回值作为要修改的那个节点的参数,最后进行修改即可。


如果此时链表为空,在查找函数就直接会返回NULL,因此这里需要断言一下pos的有效性。


下面是相关接口函数功能实现:

// 修改某一节点的数据
void ListModify(ListNode* pos, LTDataType x)
{
  // 判断pos的有效性
  assert(pos);
  // 直接修改数据即可
  pos->_data = x;
}


任意插入


这里的任意插入,是将你要插入的节点插入在你想要插入的位置的前面。


同样的,这里需要传递一个节点的指针(pos)代表你要插入的位置,所以这里搭配查找函数会更好。


前面学习了头插尾插,相信大家对插入的连接已经了如指掌了,任意位置插入也不难。


既然是在想插入的位置的前面插入,那么这里就需要存放一下该位置的前一个节点的地址,然后进行连接即可。


下面是相关接口函数功能实现:

// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
  // 判断pos是否有效
  assert(pos);
  // 得到一个节点
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  // 存放pos的前一个节点
  ListNode* prev = pos->_prev;
  // 连接
  newnode->_next = pos;
  pos->_prev = newnode;
  prev->_next = newnode;
  newnode->_prev = prev;
}


有了任意插入的函数,前面的头插尾插都可以改为复用噢!(在后面整体代码中展示)


任意删除


任意删除,是删除pos位置,这个pos就是你指定要删除的那个节点的地址。


既然是删除pos位置,那么就需要存放一下pos的前一个节点的地址和pos的下一个节点的地址,以便于连接。最后将pos位置的节点释放即可。


任意删除函数实际上是不需要判空的,直接判断pos的有效性就可以了,加入pos为NULL,就说明要么没找到你要删的那个节点,要么链表为空,所以空的情况已经包含在内了。


下面是相关接口函数功能实现:

// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos)
{
  // 判断pos的有效性
  assert(pos);
  // 存放pos的下一个节点的地址 
  ListNode* next = pos->_next;
  // 存放pos的前一个节点的地址
  ListNode* prev = pos->_prev;
  // 删除(释放)pos
  free(pos);
  // 连接
  prev->_next = next;
  next->_prev = prev;
}


有了任意删除函数接口,前面的头删尾删就可以复用该函数接口了。


整体代码

DList.h:

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
// 带头+双向+循环链表增删查改实现
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
  LTDataType _data;
  struct ListNode* _next;
  struct ListNode* _prev;
}ListNode;
// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate();
// 得到一个结点
ListNode* BuyListNode(LTDataType x);
// 双向链表清理
void ListClear(ListNode* phead);
// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* phead);
// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* phead);
// 判空
bool ListEmpty(ListNode* phead);
// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x);
// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* phead);
// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);
// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* phead);
// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);
// 修改某一节点的数据
void ListModify(ListNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos);


DList.c:

#include "DList.h"
// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate()
{
  ListNode* head = BuyListNode(-1);
  return head;
}
// 得到一个结点
ListNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
  ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
  assert(newnode);
  newnode->_next = newnode;
  newnode->_prev = newnode;
  newnode->_data = x;
  return newnode;
}
// 双链表清理
void ListClear(ListNode* phead)
{
  // 避免传NULL的情况,phead是NULL就不能操作了
  assert(phead);
  // 从phead的下一个节点开始操作
  ListNode* cur = phead->_next;
  while (cur != phead)
  {
    // 存放当前节点的下一个节点的地址
    ListNode* next = cur->_next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
}
// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* phead)
{
  // 判断phead是否是NULL
  assert(phead);
  // 复用
  ListClear(phead);
  // 最后释放头节点
  free(phead);
}
// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* phead)
{
  assert(phead);
  ListNode* cur = phead->_next;
  while (cur != phead)
  {
    printf("%d ", cur->_data);
    cur = cur->_next;
  }
  printf("\n");
}
// 判空
bool ListEmpty(ListNode* phead)
{
  assert(phead);
  return phead->_next == phead;
}
// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  //ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  //ListNode* cur = phead->_prev;
  //cur->_next = newnode;
  //newnode->_prev = cur;
  //newnode->_next = phead;
  //phead->_prev = newnode;
  insert(phead, x);
}
// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{
  assert(phead && !ListEmpty(phead));
  //ListNode* cur = phead->_prev;
  //ListNode* prev = cur->_prev;
  //free(cur);
  //prev->_next = phead;
  //phead->_prev = prev;
  erase(phead->prev);
}
// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  //ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  //ListNode* cur = phead->_next;
  //newnode->_next = cur;
  //cur->_prev = newnode;
  //phead->_next = newnode;
  //newnode->_prev = phead;
  insert(phead->next, x);
}
// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
  assert(!ListEmpty(phead));
  //ListNode* cur = phead->_next;
  //ListNode* next = cur->_next;
  //free(cur);
  //phead->_next = next;
  //next->_prev = phead;
  erase(phead->next);
}
// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  ListNode* cur = phead->_next;
  while (cur != phead)
  {
    if (cur->_data == x) return cur;
    cur = cur->_next;
  }
  return NULL;
}
// 修改某一节点的数据
void ListModify(ListNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  pos->_data = x;
}
// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  ListNode* prev = pos->_prev;
  newnode->_next = pos;
  pos->_prev = newnode;
  prev->_next = newnode;
  newnode->_prev = prev;
}
// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos)
{
  assert(pos);
  ListNode* next = pos->_next;
  ListNode* prev = pos->_prev;
  free(pos);
  prev->_next = next;
  next->_prev = prev;
}

test.h:

#include "DList.h"
void test1()
{
  ListNode* plist = ListCreate();
  ListPushBack(plist, 1);
  ListPushBack(plist, 2);
  ListPushBack(plist, 3);
  ListPushBack(plist, 4);
  ListPushBack(plist, 5);
  ListPushBack(plist, 6);
  ListPrint(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPrint(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPrint(plist);
  ListPopFront(plist);
  ListPrint(plist);
  ListPopFront(plist);
  ListPrint(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPrint(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPrint(plist);
  ListDestory(plist);
  plist = NULL;
}
void test2()
{
  ListNode* plist = ListCreate();
  ListPushBack(plist, 1);
  ListPushBack(plist, 2);
  ListPushBack(plist, 3);
  ListPushBack(plist, 4);
  ListPushBack(plist, 5);
  ListPushBack(plist, 6);
  ListPrint(plist);
  ListErase(ListFind(plist, 3));
  ListPrint(plist);
  ListInsert(ListFind(plist, 4), 3);
  ListPrint(plist);
  ListDestory(plist);
  plist = NULL;
}
int main()
{
  //test1();
  test2();
  return 0;
}


😳写在最后


💝带头双向循环链表可以说实现起来是比较简单了,虽然它的结构比较复杂。所以以后在学习的过程中,看到复杂的东西不要怕,说不定还挺简单呢,如果看到不复杂的,也别太掉以轻心,说不定它展开来却很难呢。

❤️‍🔥后续将会持续输出有关数据结构的文章,你们的支持就是我写作的最大动力!


感谢阅读本小白的博客,错误的地方请严厉指出噢~

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