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C语言双向链表的表示与实现实例详解

  • 时间:2020-05-03 20:52 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:C语言双向链表的表示与实现实例详解
[b]1.概述:[/b] C语言中一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。其表中的每个节点有两个连接:一个指向前一个节点,(当这个“连接”为第一个“连接”时,指向空值或者空列表);而另一个指向下一个节点,(当这个“连接”为最后一个“连接”时,指向空值或者空列表) [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201407/201477160913012.png?20146716933[/img] 一个双向链表有三个整数值: 数值, 向后的节点链接, 向前的节点链接 在一些低级语言中, XOR-linking 提供一种在双向链表中通过用一个词来表示两个链接(前后),我们通常不提倡这种做法。 [b]双向链表也叫双链表[/b]。[b]双向链表中不仅有指向后一个节点的指针,还有指向前一个节点的指针[/b]。这样可以从任何一个节点访问前一个节点,当然也可以访问后一个节点,以至整个链表。一般是在需要大批量的另外储存数据在链表中的位置的时候用。双向链表也可以配合下面的其他链表的扩展使用。 由于另外储存了指向链表内容的指针,并且可能会修改相邻的节点,有的时候第一个节点可能会被删除或者在之前添加一个新的节点。这时候就要修改指向首个节点的指针。有一种方便的可以消除这种特殊情况的方法是在最后一个节点之后、第一个节点之前储存一个永远不会被删除或者移动的虚拟节点,形成一个下面说的循环链表。这个虚拟节点之后的节点就是真正的第一个节点。这种情况通常可以用这个虚拟节点直接表示这个链表,对于把链表单独的存在数组里的情况,也可以直接用这个数组表示链表并用第0个或者第-1个(如果编译器支持)节点固定的表示这个虚拟节点。 [b]2.程序实现:[/b] /* c2-4.h 线性表的双向链表存储结构 */  typedef struct DuLNode  {    ElemType data;    struct DuLNode *prior,*next;  }DuLNode,*DuLinkList; /* bo2-5.c 双链循环线性表(存储结构由c2-4.h定义)的基本操作(14个) */  Status InitList(DuLinkList *L)  { /* 产生空的双向循环链表L */    *L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));    if(*L)    {      (*L)->next=(*L)->prior=*L;      return OK;    }    else      return OVERFLOW;  }  Status DestroyList(DuLinkList *L)  { /* 操作结果:销毁双向循环链表L */    DuLinkList q,p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */    while(p!=*L) /* p没到表头 */    {      q=p->next;      free(p);      p=q;    }    free(*L);    *L=NULL;    return OK;  }  Status ClearList(DuLinkList L) /* 不改变L */  { /* 初始条件:L已存在。操作结果:将L重置为空表 */    DuLinkList q,p=L->next; /* p指向第一个结点 */    while(p!=L) /* p没到表头 */    {      q=p->next;      free(p);      p=q;    }    L->next=L->prior=L; /* 头结点的两个指针域均指向自身 */    return OK;  }  Status ListEmpty(DuLinkList L)  { /* 初始条件:线性表L已存在。操作结果:若L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE */    if(L->next==L&&L->prior==L)      return TRUE;    else      return FALSE;  }  int ListLength(DuLinkList L)  { /* 初始条件:L已存在。操作结果:返回L中数据元素个数 */    int i=0;    DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */    while(p!=L) /* p没到表头 */    {      i++;      p=p->next;    }    return i;  }  Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e)  { /* 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */    int j=1; /* j为计数器 */    DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */    while(p!=L&&j<i) /* 顺指针向后查找,直到p指向第i个元素或p指向头结点 */    {      p=p->next;      j++;    }    if(p==L||j>i) /* 第i个元素不存在 */      return ERROR;    *e=p->data; /* 取第i个元素 */    return OK;  }  int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))  { /* 初始条件:L已存在,compare()是数据元素判定函数 */    /* 操作结果:返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。 */    /*           若这样的数据元素不存在,则返回值为0 */    int i=0;    DuLinkList p=L->next; /* p指向第1个元素 */    while(p!=L)    {      i++;      if(compare(p->data,e)) /* 找到这样的数据元素 */        return i;      p=p->next;    }    return 0;  }  Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)  { /* 操作结果:若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱, */    /*           否则操作失败,pre_e无定义 */    DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */    while(p!=L) /* p没到表头 */    {      if(p->data==cur_e)      {        *pre_e=p->prior->data;        return TRUE;      }      p=p->next;    }    return FALSE;  }  Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)  { /* 操作结果:若cur_e是L的数据元素,且不是最后一个,则用next_e返回它的后继, */    /*           否则操作失败,next_e无定义 */    DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */    while(p!=L) /* p没到表头 */    {      if(p->prior->data==cur_e)      {        *next_e=p->data;        return TRUE;      }      p=p->next;    }    return FALSE;  }  DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i) /* 另加 */  { /* 在双向链表L中返回第i个元素的位置指针(算法2.18、2.19要调用的函数) */    int j;    DuLinkList p=L;    for(j=1;j<=i;j++)      p=p->next;    return p;  }  Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e) /* 改进算法2.18 */  { /* 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e,i的合法值为1≤i≤表长+1 */    DuLinkList p,s;    if(i<1||i>ListLength(L)+1) /* i值不合法 */      return ERROR;    p=GetElemP(L,i-1); /* 在L中确定第i-1个元素的位置指针p */    if(!p) /* p=NULL,即第i-1个元素不存在 */      return ERROR;    s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));    if(!s)      return OVERFLOW;    s->data=e; /* 在第i-1个元素之后插入 */    s->prior=p;    s->next=p->next;    p->next->prior=s;    p->next=s;    return OK;  }  Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.19 */  { /* 删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素,i的合法值为1≤i≤表长+1 */    DuLinkList p;    if(i<1||i>ListLength(L)) /* i值不合法 */      return ERROR;    p=GetElemP(L,i);  /* 在L中确定第i个元素的位置指针p */    if(!p) /* p=NULL,即第i个元素不存在 */      return ERROR;    *e=p->data;    p->prior->next=p->next;    p->next->prior=p->prior;    free(p);    return OK;  }  void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))  { /* 由双链循环线性表L的头结点出发,正序对每个数据元素调用函数visit() */    DuLinkList p=L->next; /* p指向头结点 */    while(p!=L)    {      visit(p->data);      p=p->next;    }    printf("\n");  }  void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))  { /* 由双链循环线性表L的头结点出发,逆序对每个数据元素调用函数visit()。另加 */    DuLinkList p=L->prior; /* p指向尾结点 */    while(p!=L)    {      visit(p->data);      p=p->prior;    }    printf("\n");  }  
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