【C/C++】【数据结构】双向链表操作

目录

双向链表操作

头文件定义

双向链表的初始化

双向链表的插入 

双线链表求链表长度

双向链表的判空

双向链表的遍历 

双向链表的查找（通过位置求值）

双向链表的检索（通过值求位置）

双向链表的删除 

双向链表的重置

双向链表的销毁

测试文件

---

双向链表操作

像双向链表的求长，判空，遍历，查找，检索，之类的操作都和单链表一样的。不过我还是在了文中。

头文件定义

#ifndef _DOUBLELINKLIST_H_
#define _DOUBLELINKLIST_H_

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

#define SUCCESS    10000
#define FAILURE    10001
#define TRUE       10002
#define FALSE      10003

typedef int ElemType;

struct node
{
	ElemType data;
	struct node *next;
	struct node *prior;
};

typedef struct node Node;

int LinkInit( Node **ppHeadNode);
int LinkInsert( Node *pHeadNode, int position, ElemType e);
int LinkLength( Node *pHeadNode);
int LinkEmpty( Node *pHeadNode);
int LinkTraverse( Node *pHeadNode, void (*visit)(ElemType));
int GetElem( Node *pHeadNode, int position, ElemType *e);
int LocateElem( Node *pHeadNode, ElemType e, int compare(ElemType, ElemType));
int LinkDelete( Node *pHeadNode, int position, ElemType *e);
int LinkClear( Node *pHeadNode);
int LinkDestory( Node **ppHeadNode);
int ReverseLink( Node *pHeadNode);

#endif

双向链表的初始化

//链表初始化
int LinkInit(Node **ppHeadNode)
{
	if( NULL == ppHeadNode)//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	(*ppHeadNode) = (Node *) malloc (sizeof(Node));//为(*ppHeadNode)分配节点空间

	if( NULL == (*ppHeadNode))
	{
		return FAILURE;
	}

	(*ppHeadNode)->next = NULL;
	(*ppHeadNode)->prior = NULL;

	return SUCCESS;
}

双向链表的插入 

双链表的插入操作的基本思路是这样的。

1.定位。确定插入的位置。代码中的count就是用来定位的，pNode则是保存定位的到的节点

2.分配空间。定义一个新节点pNewNode 并给他分配空间。

3.传值。把要插入的数据传给刚刚已分配好空间的新节点。

4.执行插入操作。插入操作见下图。

//双向链表插入操作,position 是要插入的位置, e 是要插入的数据
int LinkInsert(Node *pHeadNode, int position, ElemType e)
{
	if( NULL == pHeadNode || position < 1)//入参判断,链表要存在, position 最小为1
	{
		return FAILURE;
	}

	if( position > LinkLength(pHeadNode) + 1)//入参判断,确保 position 有效
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNewNode = NULL;		//pNewNode 为要插入的新节点
	Node *pNode = pHeadNode;	//pNode 遍历链表，最终指向要插入位置的前一个节点
	int count = 0;			//count 用来确定 pNode 指向的位置

	while( count < position - 1)
	{
		pNode = pNode->next;
		count++;
	}

	if( count != position - 1)	//再次确认位置
	{
		return FAILURE;
	}

	pNewNode = (Node *) malloc (sizeof(Node));//为 pNewNode 分配节点空间
	pNewNode->data = e;				//把要插入的数据传给新节点
	
	//插入操作
	pNewNode->prior = pNode;		//先让pNewNode附着在pNode之后,使pNewNode链接上链表
	pNewNode->next = pNode->next;	

	pNode->next = pNewNode;		//再断开多余的链接
	if( pNode->next != NULL)	//如果pNode不是尾节点
	{
		pNode->next->prior = pNewNode;
	}

	return SUCCESS;
}

双线链表求链表长度

//求链表长度
int LinkLength(Node *pHeadNode)
{
	if( NULL == pHeadNode)		//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = pHeadNode;	//pNode 遍历链表
	int length = 0;			//length 记录链表长度

	while( pNode->next != NULL)
	{
		pNode = pNode->next;
		length++;
	}

	return length;
}

双向链表的判空

//判断链表是否为空
int LinkEmpty(Node *pHeadNode)
{
	return pHeadNode->next == NULL ? TRUE : FALSE;
}

双向链表的遍历 

//链表的遍历操作
int LinkTraverse(Node *pHeadNode, void (*visit)(ElemType))
{
	if( NULL == pHeadNode)		//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = pHeadNode;	//pNode 遍历链表

	while( pNode->next != NULL)
	{
		pNode = pNode->next;
		(*visit)(pNode->data);
	}

	return SUCCESS;
}

双向链表的查找（通过位置求值）

//获取某个位置上的数据
int GetElem(Node *pHeadNode, int position, ElemType *e)
{
	if( NULL == pHeadNode || position < 1)	//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	if( position > LinkLength(pHeadNode) )
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = pHeadNode;	//pNode 遍历链表
	int count;

	while( count < position)	//让pNode指向position位置的节点
	{
		pNode = pNode->next;
		count++;
	}

	if( count != position)		//再次确认位置
	{
		return FAILURE;
	}

	*e = pNode->data;		//传值

	return SUCCESS;
}

双向链表的检索（通过值求位置）

//函数返回链表中第一个与元素e满足关系compare()的位置
int LocateElem(Node *pHeadNode, ElemType e, int compare(ElemType, ElemType))
{
	if( NULL == pHeadNode)		//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = pHeadNode->next;	//pNode 遍历链表
	int count = 0;				//count 记录位置

	while( pNode != NULL)
	{
		if( TRUE == compare(pNode->data, e))	//如果pNode->data与e满足关系compare
		{
			return count + 1;	//返回位置
		}
		pNode = pNode->next;
		count++;
	}

	return FAILURE;
}

双向链表的删除 

//链表的删除操作,position 为要删除的位置,*e 保存被删除的数据
int LinkDelete(Node *pHeadNode, int position, ElemType *e)
{
	if( NULL == pHeadNode || position < 1)		//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	if( position > LinkLength(pHeadNode))
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = pHeadNode;	//pNode 遍历链表,最终指向要删除的前节点
	int count = 0;			//count 确保位置

	while( count < position )
	{
		pNode = pNode->next;
		count++;
	}

	if( count != position )	//再次确认位置
	{
		return FAILURE;
	}

	//删除操作
	*e = pNode->data;	//记录将被删除节点上的数据

	pNode->prior->next = pNode->next;	//剥离要删除的节点
	pNode->next->prior = pNode->prior;

	free(pNode);		//释放已经被剥离的节点的空间
	pNode = NULL;

	return SUCCESS;
}

双向链表的重置

//清空链表
int LinkClear(Node *pHeadNode)
{
	if( NULL == pHeadNode)		//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = pHeadNode->next;	//pNode 指向被清空的节点

	while( NULL != pNode->next)		//循环销毁节点
	{
		pHeadNode->next = pNode->next;	//剥离pNode
		pNode->next->prior = pHeadNode;
		
		free(pNode);
		pNode = pNode->next;
	}
	
	if( NULL != pNode)		//清空最后一个节点
	{
		free(pNode);
		pNode = NULL;
		pHeadNode->next = NULL; //头结点初始化
	}
	return SUCCESS;
}

双向链表的销毁

//销毁链表
int LinkDestory(Node **ppHeadNode)
{
	if( NULL == ppHeadNode )	//入参判断
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *pNode = NULL;			//pNode 指向将被销毁的节点的下一个节点

	while( NULL != (*ppHeadNode) )
	{
		pNode = (*ppHeadNode)->next;	//将下个要被销毁的节点的地址传给pNode
		free(*ppHeadNode);					//销毁 *ppHeadNode
		(*ppHeadNode) = pNode;			//把pNode里的地址传给*ppHeadNode
	}

	if( NULL == (*ppHeadNode))		//确认节点都被销毁
	{
		return SUCCESS;
	}

	return FAILURE;
}

测试文件

#include <stdio.h>
#include "doublelinklist.h"
#include <time.h>

void print(ElemType e)
{
	printf("%d ", e);
}

int eq(ElemType L_e, ElemType e)
{
	return L_e == e ? TRUE : FALSE;
}

int gt(ElemType L_e, ElemType e)
{
	return L_e > e ? TRUE : FALSE;
}

int lt(ElemType L_e, ElemType e)
{
	return L_e < e ? TRUE : FALSE;
}

int main()
{
	Node *pHeadNode;
	int ret, position, i;
	ElemType e;

	srand(time(NULL));

	ret = LinkInit(&pHeadNode);			//链表初始化
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Init failure.\n");
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("Init success.\n");
	}

	for( i = 0; i < 10; i++)
	{
		e = rand() % 20;
		ret = LinkInsert(pHeadNode, i+1, e);		//链表插入
		if( FAILURE == ret)
		{
			printf("Insert failure.\n");
		}
		else if( SUCCESS == ret)
		{
			printf("Insert success.\n");
		}
	}

	ret = LinkLength(pHeadNode);					//链表求长
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Length failure.\n");
	}
	else
	{
		printf("Length = %d\n", ret);
	}


	ret = LinkEmpty(pHeadNode);					//链表判空
	if( FALSE == ret)
	{
		printf("Not Empty.\n");
	}
	else if( TRUE == ret)
	{
		printf("Empty.\n");
	}

	ret = LinkTraverse(pHeadNode, print);		//链表遍历
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("\nTraverse failure.\n");
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("\nTraverse success.\n");
	}

	position = 4;
	ret = GetElem(pHeadNode, position, &e);		//获取某位置上的数据
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Get %dth element failure.\n", position);
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("%dth element is %d.\n", position, e);
	}

	e = 10;
	ret = LocateElem(pHeadNode, e, eq);			//返回10在链表第一次出现的位置
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Locate element %d failure.\n", e);
	}
	else
	{
		printf("%d is %dth element.\n", e, ret);
	}

	position = 3;
	ret = LinkDelete(pHeadNode, position, &e);	//链表删除
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Delete failure.\n");
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("Delete %dth element %d success.\n", position, e);
	}

	ret = LinkTraverse(pHeadNode, print);		//链表遍历
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("\nTraverse failure.\n");
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("\nTraverse success.\n");
	}

	ret = LinkClear(pHeadNode);			//链表重置
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Clear failure.\n");
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("Clear success.\n");
	}
	
	ret = LinkLength(pHeadNode);					//链表求长
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Length failure.\n");
	}
	else
	{
		printf("Length = %d\n", ret);
	}

	ret = LinkDestory(&pHeadNode);		//链表销毁
	if( FAILURE == ret)
	{
		printf("Destory failure.\n");
	}
	else if( SUCCESS == ret)
	{
		printf("Destory success.\n");
	}
	for( i = 0; i < 4; i++)
	{
		e = rand() % 20;
		ret = LinkInsert(pHeadNode, i+1, e);		//链表插入
		if( FAILURE == ret)
		{
			printf("Insert failure.\n");
		}
		else if( SUCCESS == ret)
		{
			printf("Insert success.\n");
		}
	}
	return 0;
}