【数据结构】链表其实并不难 —— 手把手带你实现双向链表2

简介: 【数据结构】链表其实并不难 —— 手把手带你实现双向链表

2.11 在pos位置删除


pos 位置删除,只要找到 pos 的前一个节点 posPrev ,然后找到 pos 的后一个节点 posNext ,然后将这两个节点的 prevnext 建立正确的链接关系。然后释放 pos 节点,pos 节点置空。


但是注意,删除的位置不能是哨兵位。但是由于这里设计的原因,再传 phead 就显得有点不划算了,所以我们需要注意一下,pos 不能为哨兵位,自己控制好就可以了。


50a01cf0a514353a74d95886d2291773.png

void ListErase(LTNode* pos)
{
  assert(pos);
  LTNode* posPrev = pos->prev;
  LTNode* posNext = pos->next;
  posPrev->next = posNext;
  posNext->prev = posPrev;
  free(pos);
  pos = NULL;
}


同样的,这个接口也能复用于 尾删 和 头删


对于 尾删 来说,pos 位置就是 phead->prev ,为链表的尾,删除 phead->prev 位置,就是尾删:

void ListPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);// 防止把哨兵位删掉 
  ListErase(phead->prev);
}


对于 头删 来说,pos 位置就是 phead->next ,为链表的头,删除 phead->next 位置,就是头删:

// 头删
void ListPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);// 防止把哨兵位删掉 
  ListErase(phead->next);
}



2.12 打印


打印整个链表,就只需要遍历链表,控制好循环的停止条件:

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


2.13 销毁


我需要把 哨兵位链表的节点 全部删除,那么我就要使用循环来删除。所以,销毁 双向链表 的思路 和 查找是差不多的,循环的结束条件为 != phead。在销毁的过程中,每次记住我当前节点的下一个节点,以便迭代。


但是当前接口函数中,哨兵位是不能正常删除的!!!


注意:由于在函数中,我释放了哨兵位,并要将其置空。释放是可以的,因为我知道哨兵位的地址,释放就可以,但是置空却完成不了。因为我的 哨兵位 是形参,改变形参并不能影响实参,所以我们还需要在主函数中将 哨兵位 置空(在这个部分就不展示了,马上会在完整代码中呈现)。


// 销毁
void ListDestroy(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    LTNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  free(phead);// 只销毁了形参,没有销毁实参,这里只是象征性的销毁一下
  phead = NULL;
}




3. 完整代码


List.h

#pragma once
/*
* c++中带头双向循环链表命名方式为List,所以我们也采用这个命名方式
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
  LTDataType data;
  struct ListNode* next;
  struct ListNode* prev;
}LTNode;
// 初始化
LTNode* ListInit();// 使用返回值处理
// 打印
void ListPrint(LTNode* phead);
// 尾插
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
// 尾删
void ListPopBack(LTNode* phead);
// 头插
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
// 头删
void ListPopFront(LTNode* phead);
// 查找元素
LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDataType x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(LTNode* pos);
// 销毁双向链表
void ListDestroy(LTNode* phead);

List.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 
#include "List.h"
// 初始化
LTNode* ListInit()
{
  LTNode* phead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
  // 双向带头循环链表的prev指向next,next指向prev
  // 但是这里只有一个节点,所以只能让它自己指向自己
  if (phead == NULL)
  {
    perror("ListInit");
    exit(-1);
  }
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;  
  return phead;
}
// 创建新节点
LTNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
  LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("ListPushBack");
    exit(-1);
  }
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  newnode->prev = NULL;
  return newnode;
}
// 打印
void ListPrint(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    printf("%d->", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("\n");
}
// 尾插
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);// 一定不为空-->有哨兵位
  //LTNode* tail = phead->prev;// 尾就是prev,由于是双向循环链表,所以头的prev就是尾
  //LTNode* newnode = BuyListNode(x);
   phead              tail            newnode
  //tail->next = newnode;
  //newnode->prev = tail;
  //newnode->next = phead;
  //phead->prev = newnode;
  ListInsert(phead, x);
}
// 尾删
void ListPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);// 防止把哨兵位删掉 
  /*LTNode* tail = phead->prev; 
  LTNode* tailprev = tail->prev;
  free(tail);
  phead->prev = tailprev;
  tailprev->next = phead;*/
  ListErase(phead->prev);
}
// 另一种写法
//void ListPopBack(LTNode* phead)
//{
//  assert(phead);
//  assert(phead->next != phead);// 防止把哨兵位删掉 
//  LTNode* tail = phead->prev; 
//  
//  phead->prev = tail->prev;
//  tail->prev->next = phead;
//  
//  free(tail);   
//}
// 头插
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  /*LTNode* newnode = BuyListNode(x);
  LTNode* next = phead->next;
  phead->next = newnode;
  newnode->prev = phead;
  newnode->next = next;
  next->prev = newnode;*/
  ListInsert(phead->next, x);
}
// 头删
void ListPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  assert(phead->next != phead);
  /*LTNode* next = phead->next;
  LTNode* nextNext = next->next;
  phead->next = nextNext;
  nextNext->prev = phead;
  free(next);*/
  ListErase(phead->next);
}
// 查找
LTNode* ListFind(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位置之前插入
void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  LTNode* newnode = BuyListNode(x);
  LTNode* posPrev = pos->prev;
  newnode->prev = posPrev;
  posPrev->next = newnode;
  newnode->next = pos;
  pos->prev = newnode;
}
// 在pos位置删除
void ListErase(LTNode* pos)
{
  assert(pos);
  LTNode* posPrev = pos->prev;
  LTNode* posNext = pos->next;
  posPrev->next = posNext;
  posNext->prev = posPrev;
  free(pos);
  pos = NULL;
}
// 销毁
void ListDestroy(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    LTNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  free(phead);// 只销毁了形参,没有销毁实参
  phead = NULL;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 
#include "List.h"
// 测试尾插、尾删
void TestList1()
{
  LTNode* plist = ListInit();// 哨兵位
  ListPushBack(plist, 1);
  ListPushBack(plist, 2);
  ListPushBack(plist, 3);
  ListPushBack(plist, 4);
  ListPushBack(plist, 5);
  ListPrint(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPopBack(plist);
  // 双向链表的缺点
  // 当链表只剩下哨兵位时,链表为空
  // 如果这时候进行删除,会把哨兵位删掉  
  // ListPopBack(plist);
  ListPrint(plist);
}
// 测试头插、任意位置删除
void TestList2()
{
  LTNode* plist = ListInit();// 哨兵位
  ListPushFront(plist, 1);
  ListPushFront(plist, 2);
  ListPushFront(plist, 3);
  ListPushFront(plist, 4);
  ListPushFront(plist, 5);
  ListPrint(plist);
  ListPushBack(plist, 1);
  ListPushBack(plist, 2);
  ListPushBack(plist, 3);
  ListPushBack(plist, 4);
  ListPushBack(plist, 5);
  ListPrint(plist);
  LTNode* pos = ListFind(plist, 2);
  if (pos)
  {
    ListErase(pos);
  }
  ListPrint(plist);
  ListDestroy(plist);
  plist = NULL;// 手动置空
}
int main()
{
  //TestList1();
  TestList2();
  return 0;
}



4. 结语


   到这里,本篇博客就到此结束了。其实双向链表中还可以增加判空和计算链表大小的接口,也很简单,我这里就不实现了,大家有兴趣可以试一下。


   总体来说,双向链表的结构是非常完美的,一般我们说的存储数据的链表其实也就是双向链表,单链表一般是作为其他数据结构的子结构的。所以双向链表因其结构,对于数据管理是十分高效的。而且实现起来也十分便捷~


   如果觉得anduin写的还不错的话,还请一键三连!如有错误,还请指正!


   我是anduin,一名C语言初学者,我们下期见!



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