C语言：数据结构（双向链表）

目录

• 1、双向链表的结构
• 2、顺序表和双向链表的优缺点分析
• 3、双向链表的实现

1、双向链表的结构

注意：这⾥的“带头“跟前面我们说的“头节点”是两个概念，实际前面的在单链表阶段称呼不严谨，但是为了更好的理解就直接称为单链表的头节点。
带头链表里的头节点，实际为“放哨的”，哨兵位节点不存储任何有效元素，只是站在这里“放哨的”。
“哨兵位”存在的意义：遍历循环链表避免死循环。

2、顺序表和双向链表的优缺点分析

3、双向链表的实现

ListNode.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//定义双向链表节点的结构
typedef int Ltdatatype;
typedef struct ListNode
{
	Ltdatatype data;
	struct ListNode* prev;//指向前一个节点的指针
	struct ListNode* next;//指向后一个节点的指针
}ListNode;
//双向链表的初始化
ListNode* LtInit();
//尾插
//不改变哨兵位的地址，所以传一级即可
void LtPushBack(ListNode* phead, Ltdatatype x);//插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
//打印链表
void LtPrint(ListNode* phead);
//头插
void LtPushFront(ListNode* phead, Ltdatatype x);
//尾删
LtPopBack(ListNode* phead);
//头删
LtPopFront(ListNode* phead);
//查找
ListNode* LtFind(ListNode* phead, Ltdatatype x);
//指定位置前插入
void LtInsert(ListNode* pos, Ltdatatype x);
//删除pos位置
void LtErase(ListNode* pos);
//销毁链表
void LtDestroy(ListNode* phead);

ListNode.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "ListNode.h"
//申请节点
ListNode* LtBuyNode(Ltdatatype x)
{
	ListNode* node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(1);
	}
	//申请成功
	node->data = x;
	node->next = node->prev = node;
	return node;
}
//双向链表的初始化
ListNode* LtInit()
{
	ListNode*phead = LtBuyNode(-1);
	return phead;
}
//尾插
void LtPushBack(ListNode* phead, Ltdatatype x)
{
	assert(phead);
	ListNode* newnode = LtBuyNode(x);
	//改变新节点的指向
	newnode->prev = phead->prev;
	newnode->next = phead;
	//改变尾节点和哨兵位的指向
	phead->prev->next = newnode;
	phead->prev = newnode;
}
//打印链表
void LtPrint(ListNode* phead)
{
	ListNode* pcur = phead->next;
	//遍历链表
	while (pcur != phead)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("\n");
}
//头插
void LtPushFront(ListNode* phead,Ltdatatype x)
{
	assert(phead);
	ListNode* newnode = LtBuyNode(x);
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = phead->next;
	//修改哨兵位和第一个有效节点的指向
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}
//尾删
LtPopBack(ListNode* phead)
{
	//链表必须有效且链表不能为空（只有一个哨兵位）
	assert(phead && phead->next != phead);
	ListNode* Del = phead->prev;//尾节点
	ListNode* DelPrev = Del->prev;//尾节点的前一个节点
	phead->prev = DelPrev;
	DelPrev->next = phead;
	free(Del);//删除Del节点
	Del = NULL;
}
//头删
LtPopFront(ListNode* phead)
{
	//判断链表是否有效和链表是否为空
	assert(phead && phead->next != phead);
	ListNode* Del = phead->next;//第一个有效节点
	ListNode* DelNext = Del->next;//有效节点的下一个节点
	phead->next = DelNext;
	DelNext->prev = phead;
	free(Del);//删除Del节点
	Del = NULL;
}
//查找
ListNode* LtFind(ListNode* phead, Ltdatatype x)
{
	ListNode* pcur = phead->next;
	//遍历链表
	while (pcur != phead)
	{
		if (pcur->data == x)
			return pcur;
		pcur = pcur->next;//继续让pcur往下遍历
	}
	return NULL;//没有找到
}
//在pos位置之前插入数据
void LtInsert(ListNode* pos,Ltdatatype x)
{
	ListNode* newnode = LtBuyNode(x);
	newnode->prev = pos->prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev->next = newnode;
	pos->prev = newnode;
}
//删除pos位置
void LtErase(ListNode* pos)
{
	assert(pos);
	ListNode* PosPrev = pos->prev;//pos的前一个节点
	ListNode* PosNext = pos->next;//pos的后一个节点
	PosPrev->next = PosNext;
	PosNext->prev = PosPrev;
	free(pos);
	//pos = NULL;这里就算置空了，也不会影响实参
}
//销毁链表
void LtDestroy(ListNode* phead)
{
	ListNode* pcur = phead->next;
	//边遍历边释放节点
	while (pcur != phead)
	{
		ListNode* Next = pcur->next;//保存要释放掉节点的下一个地址
		free(pcur);
		pcur = Next;
	}
	//此时pcur指向phead，而phead还没有被销毁
	free(phead);
	pcur = NULL;
}

text.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "ListNode.h"
void LtnodeTest()
{
	//测试初始化
	ListNode* plist = LtInit();
	//测试尾插
	LtPushBack(plist,1);
	LtPushBack(plist,2);
	LtPushBack(plist,3);
	//测试打印
	LtPrint(plist);
	//测试头插
	//LtPushFront(plist,4);
	//LtPushFront(plist,5);
	//LtPushFront(plist,6);
	//LtPrint(plist);
	//测试尾删
	LtPopBack(plist);
	LtPrint(plist);
	//测试头删
	//LtPopFront(plist);
	//LtPrint(plist);
	//测试查找
	//ListNode*find = LtFind(plist,2);
	//if (find)
	//	printf("找到了！\n");
	//else
	//	printf("没找到！\n");
	//测试在pos位置之前插入数据
	//LtInsert(find,88);
	//LtPrint(plist);
	//测试删除pos位置
	//LtErase(find);
	//find = NULL;//形参的改变不会影响实参，所以要在函数调用结束之后置为空
	//LtPrint(plist);
	//测试销毁链表
	//LtDestroy(plist);
	//plist = NULL;
}
int main()
{
	LtnodeTest();
	return 0;
}

如果对你有所帮助的话，别忘了一键三连哟，谢谢宝子们😘！