【数据结构】励志大厂版·初级（二刷复习）双链表

2025-04-27 02:01:21 1 阅读

前引：今天学习的双链表属于链表结构中最复杂的一种（带头双向循环链表），按照安排，我们会先进行复习，如何实现双链表，如基本的头插、头删、尾删、尾插，掌握每个细节，随后进行例题练习，帮助我们了解它的实际挑战，前面的实现只是了解它结构的入门，当然只有打好基础才是最重要的，小编会仔细讲解它的各个环节，正文开始~

知识点速览

双链表的实现

节点结构

设置哨兵节点

开辟节点

尾插

尾删

头插

头删

在目标节点前面插入

在目标节点后面插入

练习题说明

知识点速览

双链表的实现

今天咱们来复习一下最复杂的链表结构——带头双向循环链表。根据字面意思我们大概可以详细想象出来它的特点，首先有一个哨兵节点来充当头节点，其次是循环双向的，逻辑结构如下图：

它较与单链表的结构里面多了一个指针，指向它的前一个节点，以此达到双向。针对哨兵节点：

哨兵节点一般不存储任何数据，不仅使用方便，可以简化插入删除的操作（不用传二级指针），所有操作无需去处理哨兵节点，逻辑统一，最后可以减少空指针异常

这里的循环是根据节点的空间结构而来的：头节点->prev=尾节点，尾节点->next=头节点

节点结构

较单链表而言只多加了一个指针，用来指向自身的前一个节点。这里小编用 tpedef 重定义了一下数据类型，方便以后进行维护。

typedef int Plastic;

typedef struct DoubleList
{
	//数据域
	Plastic data;
	//前指针域
	struct DoubleList* prev;
	//后指针域
	struct DoubleList* next;
}DoubleList;

设置哨兵节点

哨兵节点的数据域一般不存储数据，但是它之后的链表节点需要给一个数据作为参数开辟节点，所以小编在这里将二者分开，给哨兵节点单独设置一个函数来开辟空间。开始时头指针指向哨兵节点，哨兵节点前后指针应该指向自己，已达到双向循环结构

//设置哨兵节点
DoubleList* pphead = Sentry();

//设置哨兵节点
DoubleList* Sentry()
{
	//开辟节点
	DoubleList* newnode = (DoubleList*)malloc(sizeof(DoubleList));
	//判断空间有效性
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("哨兵节点开辟失败
");
		return NULL;
	}

	//初始化
	newnode->next = newnode;
	newnode->prev = newnode;

	return newnode;
}

开辟节点

开辟节点还是和单链表一样，传一个数据给它就行了

这里需要注意：初始化开辟的节点时应该是前后指向自己的，如下图：

//新增节点
DoubleList* Newnode(Plastic data)
{
	//开辟节点
	DoubleList* newnode = (DoubleList*)malloc(sizeof(DoubleList));
	//判断空间有效性
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("节点开辟失败
");
		return NULL;
	}

	//初始化
	newnode->next = newnode;
	newnode->prev = newnode;
	newnode->data = data;

	return newnode;
}

尾插

尾插需要先找尾，对于双向循环链表而言，头节点的前一个节点就是它的尾。然后再插入新增的节点，连接 next 与 prev 的关系即可

注意：尾插不用判断链表是否存在啊，因为我们这里有哨兵节点，直接找尾、插入即可

//尾插
void Tail_insert(DoubleList* pphead, Plastic data)
{
	//找尾
	DoubleList* tail = pphead->prev;
	//开辟节点
	DoubleList* newnode = Newnode(data);

	//连接
	pphead->prev = newnode;
	newnode->next = pphead;

	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
}

下面我们通过打印函数来看一下尾插的效果如何：

//打印
void List_Print(DoubleList* pphead)
{
	//如果只有哨兵节点
	if (pphead->next == pphead)
	{
		printf("无元素可以打印
");
		return;
	}
	//因为如果只有哨兵节点，pphead->next就越界了
	DoubleList* first = pphead->next;

	while (first != pphead)
	{
		printf("%d -> ", first->data);
		first = first->next;
	}
	printf("pphead
");
}

尾删

尾删需要先找尾，然后将头节点与尾的前一个节点进行连接，再释放之前标记的尾，思维上并不难

//尾删
void Tail_deletion(DoubleList* pphead)
{
	//如果只有头节点无法删除
	if (pphead->prev == pphead)
	{
		printf("无法删除
");
		return;
	}

	//找尾
	DoubleList* tail = pphead->prev;
	//找倒数第二个节点
	DoubleList* cur = pphead->prev->prev;

	//更新关系，重新连接
	pphead->prev = cur;
	cur->next = pphead;

	free(tail);
	tail = NULL;
}

头插

先标记头节点的下一个节点，然后在头节点与这个标记的节点中间插入即可，最后更新连接关系

//头插
void Head_insert(DoubleList* pphead, int data)
{
	//标记头节点的下一个节点
	DoubleList* first = pphead->next;
	DoubleList* newnode = Newnode(5);

	//更新连接关系
	pphead->next = newnode;
	newnode->next = first;

	first->prev = newnode;
	newnode->prev = pphead;
}

头删

对于只有哨兵节点的双链表是无法头删的，因此需要先进行判断。其次是标记链表的第一个节点、第二个节点，重新确立头节点和第二个节点的关系，再释放掉第一个节点

//头删
void Head_deletion(DoubleList* pphead)
{
	//判断是否只有哨兵节点
	if (pphead->prev == pphead)
	{
		printf("无法删除
");
		return;
	}

	//标记第一个节点
	DoubleList* first = pphead->next;
	//标记第二个节点
	DoubleList* second = first->next;

	//重新确立头节点和第二个节点的关系
	pphead->next = second;
	second->prev = first;

	//释放第一个节点
	free(first);
	first = NULL;
}

在目标节点前面插入

我们先找到目标节点，然后再标记目标节点前面的一个节点，再确立三者之间的 next 与 prev 的关系，如下图：

//在目标节点前面插入
void Before_target(DoubleList* pphead, int  data)
{
	//找目标节点
	DoubleList* cur = pphead->next;
	while (cur->data != data)
	{
		if (cur == pphead)
		{
			printf("没有找到
");
			return;
		}
		cur = cur->next;
	}
	//标记cur前面的节点
	DoubleList* prev = cur->prev;
	DoubleList* newnode = Newnode(6);

	//将三者进行连接
	prev->next = newnode;
	newnode->prev = prev;

	newnode->next = cur;
	cur->prev = newnode;
}

在目标节点后面插入

先找到目标节点，然后标记目标节点后面的一个节点，再确立新增节点、目标节点、标记节点的 next prev 的关系，与“在目标节点前面插入”很类似

//在目标节点后面插入
void Behind_target(DoubleList* pphead, int data)
{
	//找目标节点
	DoubleList* cur = pphead->next;
	while (cur->data != data)
	{
		if (cur == pphead)
		{
			printf("没有找到
");
			return;
		}
		cur = cur->next;
	}
	//标记cur后面的节点
	DoubleList* next = cur->next;
	DoubleList* newnode = Newnode(7);

	//将三者进行连接
	cur->next = newnode;
	newnode->prev = cur;

	newnode->next = next;
	next->prev = newnode;
}