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双向链表的基本操作

时间:2020-05-02 14:46:04      阅读:53      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:更改   cte   rac   编写   div   def   c语言实现   new   存储   

双向链表基本操作(C语言实现)详解

前面学习了如何创建一个双向链表,本节学习有关双向链表的一些基本操作,即如何在双向链表中添加、删除、查找或更改数据元素。

本节知识基于已熟练掌握双向链表创建过程的基础上,我们继续上节所创建的双向链表来学习本节内容,创建好的双向链表如 1 所示:

技术图片
图 1 双向链表示意图

双向链表添加节点

根据数据添加到双向链表中的位置不同,可细分为以下 3 种情况:

添加至表头

将新数据元素添加到表头,只需要将该元素与表头元素建立双层逻辑关系即可。

换句话说,假设新元素节点为 temp,表头节点为 head,则需要做以下 2 步操作即可:
  1. temp->next=head; head->prior=temp;
  2. 将 head 移至 temp,重新指向新的表头;

例如,将新元素 7 添加至双链表的表头,则实现过程如图 2 所示:

技术图片
图 2 添加元素至双向链表的表头

添加至表的中间位置

同单链表添加数据类似,双向链表中间位置添加数据需要经过以下 2 个步骤,如图 3 所示:
  1. 新节点先与其直接后继节点建立双层逻辑关系;
  2. 新节点的直接前驱节点与之建立双层逻辑关系;

技术图片
图 3 双向链表中间位置添加数据元素

添加至表尾

与添加到表头是一个道理,实现过程如下(如图 4 所示):
  1. 找到双链表中最后一个节点;
  2. 让新节点与最后一个节点进行双层逻辑关系;

技术图片
图 4 双向链表尾部添加数据元素

因此,我们可以试着编写双向链表添加数据的 C 语言代码,参考代码如下:
  1. line * insertLine(line * head,int data,int add){
  2. //新建数据域为data的结点
  3. line * temp=(line*)malloc(sizeof(line));
  4. temp->data=data;
  5. temp->prior=NULL;
  6. temp->next=NULL;
  7. //插入到链表头,要特殊考虑
  8. if (add==1) {
  9. temp->next=head;
  10. head->prior=temp;
  11. head=temp;
  12. }else{
  13. line * body=head;
  14. //找到要插入位置的前一个结点
  15. for (int i=1; i<add-1; i++) {
  16. body=body->next;
  17. }
  18. //判断条件为真,说明插入位置为链表尾
  19. if (body->next==NULL) {
  20. body->next=temp;
  21. temp->prior=body;
  22. }else{
  23. body->next->prior=temp;
  24. temp->next=body->next;
  25. body->next=temp;
  26. temp->prior=body;
  27. }
  28. }
  29. return head;
  30. }

双向链表删除节点

双链表删除结点时,只需遍历链表找到要删除的结点,然后将该节点从表中摘除即可。

例如,从图 1 基础上删除元素 2 的操作过程如图 5 所示:


技术图片
图 5 双链表删除元素操作示意图

双向链表删除节点的 C 语言实现代码如下:
  1. //删除结点的函数,data为要删除结点的数据域的值
  2. line * delLine(line * head,int data){
  3. line * temp=head;
  4. //遍历链表
  5. while (temp) {
  6. //判断当前结点中数据域和data是否相等,若相等,摘除该结点
  7. if (temp->data==data) {
  8. temp->prior->next=temp->next;
  9. temp->next->prior=temp->prior;
  10. free(temp);
  11. return head;
  12. }
  13. temp=temp->next;
  14. }
  15. printf("链表中无该数据元素");
  16. return head;
  17. }

双向链表查找节点

通常,双向链表同单链表一样,都仅有一个头指针。因此,双链表查找指定元素的实现同单链表类似,都是从表头依次遍历表中元素。

C 语言实现代码为:
  1. //head为原双链表,elem表示被查找元素
  2. int selectElem(line * head,int elem){
  3. //新建一个指针t,初始化为头指针 head
  4. line * t=head;
  5. int i=1;
  6. while (t) {
  7. if (t->data==elem) {
  8. return i;
  9. }
  10. i++;
  11. t=t->next;
  12. }
  13. //程序执行至此处,表示查找失败
  14. return -1;
  15. }

双向链表更改节点

更改双链表中指定结点数据域的操作是在查找的基础上完成的。实现过程是:通过遍历找到存储有该数据元素的结点,直接更改其数据域即可。

实现此操作的 C 语言实现代码如下:
  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
  2. line *amendElem(line * p,int add,int newElem){
  3. line * temp=p;
  4. //遍历到被删除结点
  5. for (int i=1; i<add; i++) {
  6. temp=temp->next;
  7. }
  8. temp->data=newElem;
  9. return p;
  10. }

总结

这里给出双链表中对数据进行 "增删查改" 操作的完整实现代码:
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. typedef struct line{
  4. struct line * prior;
  5. int data;
  6. struct line * next;
  7. }line;
  8. //双链表的创建
  9. line* initLine(line * head);
  10. //双链表插入元素,add表示插入位置
  11. line * insertLine(line * head,int data,int add);
  12. //双链表删除指定元素
  13. line * delLine(line * head,int data);
  14. //双链表中查找指定元素
  15. int selectElem(line * head,int elem);
  16. //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
  17. line *amendElem(line * p,int add,int newElem);
  18. //输出双链表的实现函数
  19. void display(line * head);
  20. int main() {
  21. line * head=NULL;
  22. //创建双链表
  23. head=initLine(head);
  24. display(head);
  25. //在表中第 3 的位置插入元素 7
  26. head=insertLine(head, 7, 3);
  27. display(head);
  28. //表中删除元素 2
  29. head=delLine(head, 2);
  30. display(head);
  31. printf("元素 3 的位置是:%d\n",selectElem(head,3));
  32. //表中第 3 个节点中的数据改为存储 6
  33. head = amendElem(head,3,6);
  34. display(head);
  35. return 0;
  36. }
  37. line* initLine(line * head){
  38. head=(line*)malloc(sizeof(line));
  39. head->prior=NULL;
  40. head->next=NULL;
  41. head->data=1;
  42. line * list=head;
  43. for (int i=2; i<=5; i++) {
  44. line * body=(line*)malloc(sizeof(line));
  45. body->prior=NULL;
  46. body->next=NULL;
  47. body->data=i;
  48. list->next=body;
  49. body->prior=list;
  50. list=list->next;
  51. }
  52. return head;
  53. }
  54. line * insertLine(line * head,int data,int add){
  55. //新建数据域为data的结点
  56. line * temp=(line*)malloc(sizeof(line));
  57. temp->data=data;
  58. temp->prior=NULL;
  59. temp->next=NULL;
  60. //插入到链表头,要特殊考虑
  61. if (add==1) {
  62. temp->next=head;
  63. head->prior=temp;
  64. head=temp;
  65. }else{
  66. line * body=head;
  67. //找到要插入位置的前一个结点
  68. for (int i=1; i<add-1; i++) {
  69. body=body->next;
  70. }
  71. //判断条件为真,说明插入位置为链表尾
  72. if (body->next==NULL) {
  73. body->next=temp;
  74. temp->prior=body;
  75. }else{
  76. body->next->prior=temp;
  77. temp->next=body->next;
  78. body->next=temp;
  79. temp->prior=body;
  80. }
  81. }
  82. return head;
  83. }
  84. line * delLine(line * head,int data){
  85. line * temp=head;
  86. //遍历链表
  87. while (temp) {
  88. //判断当前结点中数据域和data是否相等,若相等,摘除该结点
  89. if (temp->data==data) {
  90. temp->prior->next=temp->next;
  91. temp->next->prior=temp->prior;
  92. free(temp);
  93. return head;
  94. }
  95. temp=temp->next;
  96. }
  97. printf("链表中无该数据元素");
  98. return head;
  99. }
  100. //head为原双链表,elem表示被查找元素
  101. int selectElem(line * head,int elem){
  102. //新建一个指针t,初始化为头指针 head
  103. line * t=head;
  104. int i=1;
  105. while (t) {
  106. if (t->data==elem) {
  107. return i;
  108. }
  109. i++;
  110. t=t->next;
  111. }
  112. //程序执行至此处,表示查找失败
  113. return -1;
  114. }
  115. //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
  116. line *amendElem(line * p,int add,int newElem){
  117. line * temp=p;
  118. //遍历到被删除结点
  119. for (int i=1; i<add; i++) {
  120. temp=temp->next;
  121. }
  122. temp->data=newElem;
  123. return p;
  124. }
  125. //输出链表的功能函数
  126. void display(line * head){
  127. line * temp=head;
  128. while (temp) {
  129. if (temp->next==NULL) {
  130. printf("%d\n",temp->data);
  131. }else{
  132. printf("%d->",temp->data);
  133. }
  134. temp=temp->next;
  135. }
  136. }
程序执行结果为:

1->2->3->4->5
1->2->7->3->4->5
1->7->3->4->5
元素 3 的位置是:3
1->7->6->4->5

双向链表的基本操作

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原文地址:https://www.cnblogs.com/FutureSience/p/12817909.html

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