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关于链表的分类
根据链表的三大特性,单向or双向、带头or不带头、循环or不循环,可将链表分为2*2*2,8种链表,前面我们已经实现了单链表,即:不带头单向非循环链表,它的结构简单,不常用于单独存储数据,而是作为其他数据结构的子结构。
实际运用中,只有单链表(不带头单向非循环链表)和双向链表(带头双向循环链表)运用最多,带头双向循环链表,结构最复杂,常常运用于单独存储数据,使用的链表结构也几乎都是双向带头链表。
附上一张bit课件的图:
双向链表结构体
放一张bi课件的图片很形象:
//重定义一下类型,方便统一修改 typedef int LNDataType; typedef struct ListNode { LNDataType data;//数据 struct ListNode* prev;//前一个结点 struct ListNode* next;//后一个结点 }LN;
初始化
双向链表的初始化,应创建一个哨兵结点(也称头结点),它存放的数据是无效数据(假定-1),
所以我们先实现一个创建单节点的函数:
//创建新节点 LN* LNBuyNode(LNDataType x) { LN* node = (LN*)malloc(sizeof(LN));//开辟空间 if (!node) {//判断为空 perror("malloc fail!"); exit(1); } node->data = x;//传入数据 node->next = node->prev = node; //双向循环链表单节点也应满足循环,不能初始化为NULL; return node; }
接着我们就可方便地调用,创建一个哨兵结点:
//初始化 void LNInit(LN** pphead) { assert(pphead); *pphead=LNBuynode(-1); }
尾插
//尾插 void LNPushBack(LN* phead, LNDataType x) { assert(phead); LN* node = LNBuyNode(x);//创建新结点 node->next = phead;//先对新申请的结点参数进行操作,防止对原链表造成改变 node->prev = phead->prev; phead->prev->next = node;//更改尾结点的next参数的指向 phead->prev = node;//更改头结点prev结点的指向 }
运行测试一下:
头插
注意头插的操作是在哨兵位后插入,双向链表为空的情况也是只剩下哨兵位,因为哨兵位并没有存储有效数据。
//头插 void LNPushFront(LN* phead, LNDataType x) { assert(phead); LN* node = LNBuyNode(x);//创建新结点 node->next = phead->next;//先对新申请的结点参数进行操作,防止对原链表造成改变 node->prev = phead; phead->next->prev = node;//更改头结点的下一个结点的prev指向 phead->next = node;//更改头结点的next指向 }
运行测试一下:
打印
//打印 void LNPrint(LN* phead) { assert(phead); LN* pcur = phead->next; //因为头结点内存储的是无效数据,所以我们让它指向下一个结点 while (pcur!=phead) {//与头结点相遇说明我们已经遍历完整个链表了 printf("%d->", pcur->data); pcur = pcur->next; } printf("\n"); }
判断是否为空
双向链表为空的情况是只有一个哨兵结点而不是NULL
//判断是否为空 bool LNEmpty(LN* phead) { assert(phead); return phead->next == phead; }
尾删
//尾删 void LNPopBack(LN* phead) { assert(phead); assert(!LNEmpty(phead));//删除操作至少有一个有效数据 //LNEmptys是空返回true,取反保证不为空 LN* del = phead->prev;//保存要删除的结点 phead->prev = del->prev;//对要受影响的结点的参数进行更改 phead->prev->next = phead; free(del);//释放掉该地址 del = NULL; }
运行测试一下:
头删
//头删 void LNPopFront(LN* phead) { assert(phead); assert(!LNEmpty(phead)); LN* del = phead->next;//保存要删除的结点 phead->next = del->next;//对要受影响的结点的参数进行更改 phead->next->prev = phead; free(del);//释放掉该地址 del = NULL; }
运行测试一下:
查找
因为后面涉及到任意位置的操作,所以这里要写一个查找方法:
//查找 LN* LNFind(LN* phead, LNDataType x) { assert(phead); assert(!LNEmpty(phead)); LN* pcur = phead->next; while (pcur!=phead) { //判断条件为!=phead,遇到哨兵位说明已经遍历完 if (pcur->data == x) { return pcur; } pcur = pcur->next; } return NULL; }
运行测试一下:
指定位置之后的插入
//指定位置之后的插入 void LNInsert(LN* pos, LNDataType x) { assert(pos); LN* node = LNBuyNode(x); node->next = pos->next;//先对要受影响的结点的参数进行更改 node->prev = pos; pos->next->prev = node;//更改pos结点的后一个结点的prev参数 pos->next = node;//更改pos结点的next参数 }
运行测试一下:
指定位置的删除
//任意位置的删除 void LNErase(LN* pos) { assert(pos); pos->next->prev = pos->prev; pos->prev->next = pos->next; free(pos); pos = NULL; }
运行测试一下:
销毁
//销毁 void LNDestory(LN** phead) { assert(phead && *phead); LN* pcur = (*phead)->next; while (pcur != *phead) { LN* next = pcur->next; free(pcur); pcur = next; } free(*phead); *phead =pcur= NULL; }