双向链表基本操作(C语言实现)
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图 1 所示:
图 1 双向链表示意图
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:
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:
图 2 添加元素至双向链表的表头
图 3 双向链表中间位置添加数据元素
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:
例如,从图 1 基础上删除元素 2 的操作过程如图 5 所示:
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:
C 语言实现代码为:
实现此操作的 C 语言实现代码如下:
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图 1 所示:
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:
- temp->next=head; head->prior=temp;
- 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:
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:- 新节点先与其直接后继节点建立双层逻辑关系;
- 新节点的直接前驱节点与之建立双层逻辑关系;
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):- 找到双链表中最后一个节点;
- 让新节点与最后一个节点进行双层逻辑关系;
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:
line * insertLine(line * head,int data,int add){ //新建数据域为data的结点 line * temp=(line*)malloc(sizeof(line)); temp->data=data; temp->prior=NULL; temp->next=NULL; //插入到链表头,要特殊考虑 if (add==1) { temp->next=head; head->prior=temp; head=temp; }else{ line * body=head; //找到要插入位置的前一个结点 for (int i=1; i<add-1; i++) { body=body->next; } //判断条件为真,说明插入位置为链表尾 if (body->next==NULL) { body->next=temp; temp->prior=body; }else{ body->next->prior=temp; temp->next=body->next; body->next=temp; temp->prior=body; } } return head; }
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:
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:
//删除结点的函数,data为要删除结点的数据域的值 line * delLine(line * head,int data){ line * temp=head; //遍历链表 while (temp) { //判断当前结点中数据域和data是否相等,若相等,摘除该结点 if (temp->data==data) { temp->prior->next=temp->next; temp->next->prior=temp->prior; free(temp); return head; } temp=temp->next; } printf("链表中无该数据元素"); return head; }
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:
//head为原双链表,elem表示被查找元素 int selectElem(line * head,int elem){ //新建一个指针t,初始化为头指针 head line * t=head; int i=1; while (t) { if (t->data==elem) { return i; } i++; t=t->next; } //程序执行至此处,表示查找失败 return -1; }
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:
//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 line *amendElem(line * p,int add,int newElem){ line * temp=p; //遍历到被删除结点 for (int i=1; i<add; i++) { temp=temp->next; } temp->data=newElem; return p; }
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:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct line{ struct line * prior; int data; struct line * next; }line; //双链表的创建 line* initLine(line * head); //双链表插入元素,add表示插入位置 line * insertLine(line * head,int data,int add); //双链表删除指定元素 line * delLine(line * head,int data); //双链表中查找指定元素 int selectElem(line * head,int elem); //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 line *amendElem(line * p,int add,int newElem); //输出双链表的实现函数 void display(line * head); int main() { line * head=NULL; //创建双链表 head=initLine(head); display(head); //在表中第 3 的位置插入元素 7 head=insertLine(head, 7, 3); display(head); //表中删除元素 2 head=delLine(head, 2); display(head); printf("元素 3 的位置是:%d\n",selectElem(head,3)); //表中第 3 个节点中的数据改为存储 6 head = amendElem(head,3,6); display(head); return 0; } line* initLine(line * head){ head=(line*)malloc(sizeof(line)); head->prior=NULL; head->next=NULL; head->data=1; line * list=head; for (int i=2; i<=5; i++) { line * body=(line*)malloc(sizeof(line)); body->prior=NULL; body->next=NULL; body->data=i; list->next=body; body->prior=list; list=list->next; } return head; } line * insertLine(line * head,int data,int add){ //新建数据域为data的结点 line * temp=(line*)malloc(sizeof(line)); temp->data=data; temp->prior=NULL; temp->next=NULL; //插入到链表头,要特殊考虑 if (add==1) { temp->next=head; head->prior=temp; head=temp; }else{ line * body=head; //找到要插入位置的前一个结点 for (int i=1; i<add-1; i++) { body=body->next; } //判断条件为真,说明插入位置为链表尾 if (body->next==NULL) { body->next=temp; temp->prior=body; }else{ body->next->prior=temp; temp->next=body->next; body->next=temp; temp->prior=body; } } return head; } line * delLine(line * head,int data){ line * temp=head; //遍历链表 while (temp) { //判断当前结点中数据域和data是否相等,若相等,摘除该结点 if (temp->data==data) { temp->prior->next=temp->next; temp->next->prior=temp->prior; free(temp); return head; } temp=temp->next; } printf("链表中无该数据元素"); return head; } //head为原双链表,elem表示被查找元素 int selectElem(line * head,int elem){ //新建一个指针t,初始化为头指针 head line * t=head; int i=1; while (t) { if (t->data==elem) { return i; } i++; t=t->next; } //程序执行至此处,表示查找失败 return -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 line *amendElem(line * p,int add,int newElem){ line * temp=p; //遍历到被删除结点 for (int i=1; i<add; i++) { temp=temp->next; } temp->data=newElem; return p; } //输出链表的功能函数 void display(line * head){ line * temp=head; while (temp) { if (temp->next==NULL) { printf("%d\n",temp->data); }else{ printf("%d->",temp->data); } temp=temp->next; } }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
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