双向链表的C实现

本文转自：http://blog.youkuaiyun.com/qinxd8523/article/details/6087897

双向链表需要定义一个结构体，结构体有3个属性

typedef struct __Node{
    int data;    数据
    struct __Node *pre;    指向前一个结点指针
    struct __Node *next;    指向下一个结点指针
}Node;

其中 pre和next指针是嵌套定义。

 

一般链表定义一个头指针

Node *head；

指向链表第一个结点，如果链表为空的话，那么head == NULL。

 

双向链表一般分为init，insert, delete, search, destroy等几种操作

1、init

初始化：将头指针head置为NULL即可

 

2、insert

插入：这里我只实现了在表头位置插入新元素。在表头位置插入元素的话，需要注意区别处理空表和非空表的情况。

1）空表的话，因为有init过程，所以head为NULL，新元素的next指针指向head（NULL），同时设置新元素的pre指针为NULL即可。

2）非空表的话，需要设置以前的头结点元素的pre指针，因为头结点的pre指针都是NULL。其他和空表一样操作。

 

如果要实现在链表的指定位置插入的话，需要先遍历链表找到那个位置，然后再插入。

 

3、delete

删除：这里我实现了删除第一个元素和删除指定的元素。其中删除指定的元素需要查找。

 

4、search

查找：遍历链表进行查找即可

 

5、destroy

销毁：将每个结点开辟的内存分别释放，最后将头结点指针head置为NULL即可。

 

在以上操作过程中，要注意当链表非空时，一定要保证尾结点的next域为NULL，头结点的pre域为NULL，否则容易导致错误！

 

C语言实现代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//定义结点
typedef struct __Node{
	int data;
	struct __Node *pre;
	struct __Node *next;
}Node;
//定义带头结点的双向链表
typedef struct __doublyLinkedList{
	Node * head;
}dLinkedList;
//初始化：头结点置空
void init(dLinkedList *L){
	if(L == NULL){
		printf("链表异常/n");
		return;
	}
	L->head = NULL;
}
//
void insert(dLinkedList *L, int data){
	Node *p = NULL;
	if(L == NULL){
		printf("双向链表不存在/n");
		return;
	}
	
	p = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	if(p == NULL){
		printf("内存分配失败!/n");
		return;
	}
	p->data = data;
	p->next = L->head;
	if(L->head != NULL){
		L->head->pre = p;
	}
	p->pre = NULL;
	L->head = p;
}
Node *search(dLinkedList L, int data){
	Node *p = NULL;
	if(L.head == NULL){
		printf("链表为空/n");
		return NULL;
	}
	p = L.head;
	
	while(p != NULL && p->data != data){
		p = p->next;
	}
	if(p != NULL){
		printf("查找值为 %d的元素成功/n", data);
		return p;
	}
	else{
		printf("查找值为 %d的元素失败/n", data);
		return NULL;
	}
}
void deleteFirstData(dLinkedList *L){
	Node *p = NULL;
	if(L == NULL){
		printf("双向链表异常!/n");
		return;
	}
	if(L->head == NULL){
		printf("双向链表为空!/n");
		return;
	}
	
	p = L->head;
	//only one element
	if(p->next == NULL){
		L->head = NULL;
		free(p);
		p = NULL;
		printf("成功删除第一个元素!/n");
		return;
	}
	else{
		L->head = p->next;
		L->head->pre = NULL;
		free(p);
		p = NULL;
		printf("成功删除第一个元素!/n");
		return;
	}
	
}
void deleteData(dLinkedList *L, int data){
	Node *p = NULL;
	Node *pre = NULL;
	printf("删除查找中.../n");
	if((p = search(*L, data)) == NULL){
		printf("删除值为 %d的元素失败/n", data);
		return;
	}
	else{
		//first element
		if(p == L->head){
			deleteFirstData(L, data);
			return;
		}
		//last element
		else if(p->next == NULL){
			pre = p->pre;
			pre->next = NULL;
			free(p);
			p = NULL;
			printf("删除最后一个元素成功/n/n");
			return;
		}
		else{
			pre = p->pre;
			pre->next = p->next;
			p->next->pre = pre;
			free(p);
			p = NULL;
			printf("删除值为 %d的元素成功/n/n", data);
			return;
		}
	}
}
void traversal(dLinkedList L){
	Node *p = NULL;
	if(L.head == NULL){
		printf("双向链表为空!/n");
		return;
	}
	p = L.head;
	while(p != NULL){
		printf("%d ", p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("/n遍历成功/n/n");
}
void destroy(dLinkedList *L){
	Node *p = NULL;
	Node *temp = NULL;
	if(L == NULL){
		printf("链表异常/n");
		return;
	}
	printf("开始销毁链表.../n");
	p = L->head;
	while(p != NULL){
		temp = p;
		p = p->next;
		free(temp);
		temp = NULL;
	}
	L->head = NULL;
	printf("销毁成功!/n");
}
int main(int argc, char **args){
	dLinkedList L;
	int i;
	memset(&L, 0, sizeof(dLinkedList));
	init(&L);
	traversal(L);
	for(i=0;i<20;++i){
		insert(&L, i);
	}
	traversal(L);
	deleteFirstData(&L);
	deleteFirstData(&L);
	traversal(L);
	
	deleteFirstData(&L);
	deleteData(&L, 10);
	deleteData(&L, 16);
	deleteData(&L, 0);
	traversal(L);
	
	insert(&L, 100);
	insert(&L, 99);
	insert(&L, 98);
	insert(&L, 97);
	traversal(L);
	deleteData(&L, 99);
	deleteData(&L, 97);
	deleteData(&L, 96);
	traversal(L);
	destroy(&L);
	return 0;
}

输出如下

 

双向链表为空!
19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
遍历成功

成功删除第一个元素!
成功删除第一个元素!
17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
遍历成功

成功删除第一个元素!
删除查找中...
查找值为 10的元素成功
删除值为 10的元素成功

删除查找中...
查找值为 16的元素成功
成功删除第一个元素!
删除查找中...
查找值为 0的元素成功
删除最后一个元素成功

15 14 13 12 11 9 8 7 6 5 4 3 2 1
遍历成功

97 98 99 100 15 14 13 12 11 9 8 7 6 5 4 3 2 1
遍历成功

删除查找中...
查找值为 99的元素成功
删除值为 99的元素成功

删除查找中...
查找值为 97的元素成功
成功删除第一个元素!
删除查找中...
查找值为 96的元素失败
删除值为 96的元素失败
98 100 15 14 13 12 11 9 8 7 6 5 4 3 2 1
遍历成功

开始销毁链表...
销毁成功!
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