数据结构与算法

A-4 双向链表

菠萝猫 · 4月13日 · 2020年 135次已读

file

```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <malloc.h>
/*
双向链表:每一个节点有两个指针域
双向链表是在单链表的每个结点中,再设置一个指向其前驱结点的指针
最后的结点->next=NULL
*/
typedef struct Node
{
    int data;//数据域
    struct Node *prior;//直接前驱指针
    struct Node *next;//直接后继指针
} NODE,*PNODE; //struct Noode,struct Noode *

PNODE create_list();//创建双向链表
void traverse_list(PNODE pHead);//遍历

int main()
{
    PNODE pHead = NULL;
    pHead = create_list();//创建一个双向链表
    traverse_list(pHead);
    return 0;
}

PNODE create_list()
{
    int len=0;//有效节点的个数
    int i;
    int val;//用来存放用户输入的节点的值
    //1.分配了一个链表所需的头结点
    PNODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    //判断头结点是否分配了空间
    if(NULL == pHead)
    {
        printf("分配失败,程序终止!\n");
        exit(-1);
    }
    //对节点进行初始化
    pHead->data = NULL;
    pHead->next = NULL;
    pHead->prior = NULL;

    //使pTail永远指向尾节点
    PNODE pTail = pHead;
    pTail->next = NULL;

    //需要多少了节点
    printf("需要生成的链表节点的个数:len = ");
    scanf("%d",&len);
    //循环输入各节点的data,形成链表
    for(i=0; i<len; i++)
    {
        printf("请输入第%d个节点的值:",i+1);
        scanf("%d",&val);
        //生成一个新的节点,存放data,连接链表
        PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
        if(NULL == pNew)
        {
            printf("分配失败,程序终止!\n");
            exit(-1);
        }
        pNew->data=val;
        pNew->next = NULL;
        pNew->prior = NULL;
        //新节点与链表最后一个节点建立关系
        pTail->next=pNew;
        pNew->prior=pTail;
        //pTail永远指向链表中最后一个节点
        pTail = pTail->next;
    }
    return pHead;
}
void traverse_list(PNODE pHead)
{
    PNODE p = pHead->next;
    while(p){
        if(p->next==NULL){
            printf("%d\n",p->data);
        }else{
            printf("%d <-> ",p->data);
        }
         p=p->next;
    }
}
```

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双链表中对数据进行 "增删查改" 操作

```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct line{
    struct line * prior;
    int data;
    struct line * next;
}line;
//双链表的创建
line* initLine(line * head);
//双链表插入元素,add表示插入位置
line * insertLine(line * head,int data,int add);
//双链表删除指定元素
line * delLine(line * head,int data);
//双链表中查找指定元素
int selectElem(line * head,int elem);
//双链表中更改指定位置节点中存储的数据,add表示更改位置
line *amendElem(line * p,int add,int newElem);
//输出双链表的实现函数
void display(line * head);
int main() {
    line * head=NULL;
    //创建双链表
    head=initLine(head);
    display(head);
    //在表中第 3 的位置插入元素 7
    head=insertLine(head, 7, 3);
    display(head);
    //表中删除元素 2
    head=delLine(head, 2);
    display(head);

    printf("元素 3 的位置是:%d\n",selectElem(head,3));
    //表中第 3 个节点中的数据改为存储 6
    head = amendElem(head,3,6);
    display(head);
    return 0;
}
line* initLine(line * head){
    head=(line*)malloc(sizeof(line));
    head->prior=NULL;
    head->next=NULL;
    head->data=1;
    line * list=head;
    for (int i=2; i<=5; i++) {
        line * body=(line*)malloc(sizeof(line));
        body->prior=NULL;
        body->next=NULL;
        body->data=i;

        list->next=body;
        body->prior=list;
        list=list->next;
    }
    return head;
}
line * insertLine(line * head,int data,int add){
    //新建数据域为data的结点
    line * temp=(line*)malloc(sizeof(line));
    temp->data=data;
    temp->prior=NULL;
    temp->next=NULL;
    //插入到链表头,要特殊考虑
    if (add==1) {
        temp->next=head;
        head->prior=temp;
        head=temp;
    }else{
        line * body=head;
        //找到要插入位置的前一个结点
        for (int i=1; i<add-1; i++) {
            body=body->next;
        }
        //判断条件为真,说明插入位置为链表尾
        if (body->next==NULL) {
            body->next=temp;
            temp->prior=body;
        }else{
            body->next->prior=temp;
            temp->next=body->next;
            body->next=temp;
            temp->prior=body;
        }
    }
    return head;
}
line * delLine(line * head,int data){
    line * temp=head;
    //遍历链表
    while (temp) {
        //判断当前结点中数据域和data是否相等,若相等,摘除该结点
        if (temp->data==data) {
            temp->prior->next=temp->next;
            temp->next->prior=temp->prior;
            free(temp);
            return head;
        }
        temp=temp->next;
    }
    printf("链表中无该数据元素");
    return head;
}
//head为原双链表,elem表示被查找元素
int selectElem(line * head,int elem){
//新建一个指针t,初始化为头指针 head
    line * t=head;
    int i=1;
    while (t) {
        if (t->data==elem) {
            return i;
        }
        i++;
        t=t->next;
    }
    //程序执行至此处,表示查找失败
    return -1;
}
//更新函数,其中,add 表示更改结点在双链表中的位置,newElem 为新数据的值
line *amendElem(line * p,int add,int newElem){
    line * temp=p;
    //遍历到被删除结点
    for (int i=1; i<add; i++) {
        temp=temp->next;
    }
    temp->data=newElem;
    return p;
}
//输出链表的功能函数
void display(line * head){
    line * temp=head;
    while (temp) {
        if (temp->next==NULL) {
            printf("%d\n",temp->data);
        }else{
            printf("%d->",temp->data);
        }
        temp=temp->next;
    }
}
```

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