快捷導(dǎo)航

C語言線性表之雙鏈表詳解

更新時(shí)間：2022年02月11日 09:58:24 作者：Tkpluto

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C語言線性表之雙鏈表，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助

定義

鏈表是通過一組任意的存儲(chǔ)單元來存儲(chǔ)線性表中的數(shù)據(jù)元素，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)域：存放數(shù)據(jù)元素信息的域稱為數(shù)據(jù)域，存放其后繼元素地址的域稱為指針域。因此n個(gè)元素的線性表通過每個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域連接成了一個(gè)“鏈條”，稱為鏈表。若此鏈表的每個(gè)結(jié)點(diǎn)中包含兩個(gè)指針域，則被稱為雙鏈表。

雙鏈表的結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)定義如下：

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

像單鏈表一樣，需要一個(gè)類似于“頭結(jié)點(diǎn)”一樣的結(jié)點(diǎn)（記為rear），其數(shù)據(jù)域?yàn)榭?，指針域?strong>llink指針指向表頭結(jié)點(diǎn)，rlink指針指向表尾結(jié)點(diǎn)。而表頭結(jié)點(diǎn)的llink指針指向NULL，表尾結(jié)點(diǎn)的rlink指針指向NULL。

1.刪除

假設(shè)結(jié)點(diǎn)p是待刪除結(jié)點(diǎn)，我們只需讓p的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)的rlink指針（p->llink->rlink）指向p的后一個(gè)結(jié)點(diǎn)（p->rlink)，并讓p的后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的llink指針（p->rlink->llink）指向p的前一個(gè)指針（p->llink），然后釋放p所占內(nèi)存空間，即可完成刪除操作。因?yàn)檫@是雙鏈表的刪除算法，因此待刪除結(jié)點(diǎn)在表頭或表尾會(huì)有略微的區(qū)別，但只要抓住核心算法：

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

再對(duì)表頭表尾結(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊處理（改變r(jià)ear指針的指針域）即可。

雙鏈表刪除算法示例如下：

int DeleteDLinkList(DLinkList *rear, DLinkList *p)
/*在雙鏈表刪除結(jié)點(diǎn)p，成功返回1，否則返回0*/
{
    DLinkList *q = p->rlink, *s = p->llink;/*q指向p的后繼，s指向p的前繼*/
    if (s!=NULL && q==NULL)/*刪除的是最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)*/
    {
        rear->rlink = p->llink;
        p->llink->rlink = p->rlink;
        free(p);
        return 1;
    }
    if (s==NULL && q!=NULL)/*刪除的是第一個(gè)結(jié)點(diǎn)*/
    {
        rear->llink = p->rlink;
        p->rlink->llink = p->llink;
        free(p);
        return 1;
    }
    if (s==NULL & q==NULL)/*雙鏈表只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)*/
    {
        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

假設(shè)要把結(jié)點(diǎn)q插入到結(jié)點(diǎn)p與p的后一個(gè)結(jié)點(diǎn)之間，需要①先令q的llink指針（q->llink）和rlink指針（q->rlink）分別指向p和p的后一個(gè)結(jié)點(diǎn)（p->rlink），②再令p的后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的llink指針（p->rlink->llink）指向q，③p的rlink指針（p->rlink）指向q。稍加分析可知，若①②③三個(gè)步驟順序錯(cuò)誤，則無法完成插入。用代碼表示就是：

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

同樣地，若要在表頭或表尾插入元素，則緊抓住核心算法稍作改變，并改變r(jià)ear的指針域即可。

雙鏈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;/*數(shù)據(jù)域賦值*/
    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為rear，認(rèn)為在表頭插入元素*/
    {
        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

利用前面所講在表尾插入元素的辦法，我們可以每建立一個(gè)新結(jié)點(diǎn)就將其插入到表尾。當(dāng)剛開始建立雙鏈表時(shí)，讓rear的llink指針（rear->llink）指向表頭結(jié)點(diǎn)，并讓表頭結(jié)點(diǎn)指向NULL；當(dāng)建立結(jié)束時(shí)，讓rear的rlink指針（rear->rlink）指向最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即可完成雙鏈表的建立。

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為建立結(jié)束的標(biāo)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

相對(duì)于單鏈表，雙鏈表的優(yōu)勢(shì)是可以實(shí)現(xiàn)雙向的查找。假設(shè)讓指針p和指針q分別從表頭和表尾向中間遍歷雙鏈表的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)，當(dāng)p==q或p->llink==q時(shí)認(rèn)為已遍歷結(jié)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;
}