C语言线性表之双链表

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C语言线性表之双链表

Tkpluto   2022-05-23 我要评论

定义

链表是通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素,每一个结点包含两个域:存放数据元素信息的域称为数据域,存放其后继元素地址的域称为指针域。因此n个元素的线性表通过每个结点的指针域连接成了一个“链条”,称为链表。若此链表的每个结点中包含两个指针域,则被称为双链表

双链表的结点结构定义如下:

typedef struct node
{
    DataType data;
    struct node *llink;
    struct node *rlink;
} DLinkList;

像单链表一样,需要一个类似于“头结点”一样的结点(记为rear),其数据域为空,指针域的llink指针指向表头结点rlink指针指向表尾结点。而表头结点的llink指针指向NULL,表尾结点的rlink指针指向NULL。

1.删除

假设结点p是待删除结点,我们只需让p的前一个结点的rlink指针(p->llink->rlink)指向p的后一个结点(p->rlink),并让p的后一个结点的llink指针(p->rlink->llink)指向p的前一个指针(p->llink),然后释放p所占内存空间,即可完成删除操作。因为这是双链表的删除算法,因此待删除结点在表头或表尾会有略微的区别,但只要抓住核心算法:

p->llink->rlink = p->rlink; p->rlink->llink = p->llink; free(p);

再对表头表尾结点进行特殊处理(改变rear指针的指针域)即可。

双链表删除算法示例如下:

int DeleteDLinkList(DLinkList *rear, DLinkList *p)
/*在双链表删除结点p,成功返回1,否则返回0*/
{
    DLinkList *q = p->rlink, *s = p->llink;/*q指向p的后继,s指向p的前继*/
    if (s!=NULL && q==NULL)/*删除的是最后一个结点*/
    {
        rear->rlink = p->llink;
        p->llink->rlink = p->rlink;
        free(p);
        return 1;
    }
    if (s==NULL && q!=NULL)/*删除的是第一个结点*/
    {
        rear->llink = p->rlink;
        p->rlink->llink = p->llink;
        free(p);
        return 1;
    }
    if (s==NULL & q==NULL)/*双链表只有一个结点*/
    {
        rear->rlink = rear->llink = NULL;
        free(p);
        return 1;
    }
    if (s!=NULL && q!=NULL)
    {
        p->llink->rlink = p->rlink;
        p->rlink->llink = p->llink;
        free(p);
        return 1;
    }
    return 0;
}

2.插入

假设要把结点q插入到结点p与p的后一个结点之间,需要先令q的llink指针(q->llink)和rlink指针(q->rlink)分别指向p和p的后一个结点(p->rlink),再令p的后一个结点的llink指针(p->rlink->llink)指向q,p的rlink指针(p->rlink)指向q。稍加分析可知,若①②③三个步骤顺序错误,则无法完成插入。用代码表示就是:

q->llink = p; q->rlink = p->rlink; p->rlink->llink = q; p->rlink = q;

同样地,若要在表头或表尾插入元素,则紧抓住核心算法稍作改变,并改变rear的指针域即可。

双链表插入算法示例如下:

int Insert(DLinkList *rear, DLinkList *p, DataType x)
{
    DLinkList *q = (DLinkList *)malloc(sizeof(DLinkList));
    if (q == NULL)
        return 0;
    q->data = x;/*数据域赋值*/
    if (p->rlink == NULL)/*在表尾插入元素*/
    {
        rear->rlink = q;
        q->llink = p;
        q->rlink = p->rlink;
        p->rlink = q;
        return 1;
    }
    if (p == rear)/*若p为rear,认为在表头插入元素*/
    {
        q->llink = rear->llink->llink;
        q->rlink = rear->llink;
        rear->llink->llink = q;
        rear->llink = q;
        return 1;
    }
    q->llink = p;
    q->rlink = p->rlink;
    p->rlink->llink = q;
    p->rlink = q;
    return 1;
}

3.建立

利用前面所讲在表尾插入元素的办法,我们可以每建立一个新结点就将其插入到表尾。当刚开始建立双链表时,让rear的llink指针(rear->llink)指向表头结点,并让表头结点指向NULL;当建立结束时,让rear的rlink指针(rear->rlink)指向最后一个结点,即可完成双链表的建立。

DLinkList *CreateDLinkList()
{
    DLinkList *rear, *p, *q;
    rear = (DLinkList *)malloc(sizeof(DLinkList));
    p = (DLinkList *)malloc(sizeof(DLinkList));
    if (rear==NULL || p==NULL)
    {
        free(rear);
        free(p);
        return NULL;
    }
    DataType x;
    scanf(&x);
    p->data = x;
    rear->llink = p;
    p->llink = NULL;
    p->rlink = NULL;
    scanf(&x);
    while (x != flag)/*flag为建立结束的标志*/
    {
        q = (DLinkList *)malloc(sizeof(DLinkList));
        if (q == NULL)
        {
            DLinkList *pr;
            p = rear->llink;
            while (p != NULL)
            {
                pr = p->rlink;
                free(p);
                p = pr;
            }
            free(rear);
            return NULL;
        }
        q->data = x;
        q->llink = p;
        q->rlink = NULL;
        p->rlink = q;
        scanf(&x);
    }
    rear->rlink = q;
    return rear;
}

4.查找

相对于单链表,双链表的优势是可以实现双向的查找。假设让指针p和指针q分别从表头和表尾向中间遍历双链表的每一个结点,当p==q或p->llink==q时认为已遍历结束。

DLinkList *SearchDLinkList(DLinkList *rear, DataType x)
{
    DLinkList *p = rear->llink, *q = rear->rlink;
    while (p->data!=x && q->data!=x)
    {
        p = p->rlink;
        q = q->llink;
        if (p==q || p->llink==q)
            break;
    }
    if (p->data == x)
        return p;
    else if (q->data == x)
        return q;
    else
        return NULL;
}

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注的更多内容

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