实验楼楼赛 第14期-双向链表

本文分享了一次双向链表编程的经历,从初始化、遍历、插入到删除等操作进行了详细解析,并针对循环链表的特性调整了释放内存的逻辑,通过实际编码过程中的bug修复,加深了对链表结构的理解。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题目链接双向链表
这道题一开始没有灵感,于是网上搜了下答案.没搜到.于是只好自己乖乖的慢慢改bug.发现List表的head表头和tail表尾是都不为空的,都是指向了具体的节点的,而且这是一个双向循环链表,结尾的遍历和释放都明显错了.代码贴在下面啦:

list.c

#include "list.h"

struct List*
init_list () {
    struct List* list = (struct List *) malloc (sizeof (struct List));
	
	list->head = list->tail = NULL;
    return list;
}

void
free_list (struct List* list) {
    struct Node* current = list->head;
    struct Node* pcurrent = current;
	
	current = current->next;
	free(pcurrent);
	

    while (current != list->head) {
		pcurrent = current;
		current = current->next;
        free (pcurrent);
    }
    free (list);
}

void
traverse_list (struct List* list, void (*callback)(void* data)) {
    struct Node* current = list->head;
    while (current) {
        (*callback)(current->data);
        current = current->next;
		if(current == list->head)
			break;
    }
}

void
insert_after (struct List* list, struct Node* prev, void* data) {
	struct Node* next = prev ? prev->next : list->head;

    struct Node* newnode = (struct Node *) malloc (sizeof (struct Node));
    newnode->data = data;

	newnode->prev = prev ? prev : list->tail;
    newnode->next = next;

    prev ? prev->next = newnode : list->tail ? list->tail->next = newnode : NULL;
    next ? next->prev = newnode : 0 ;

    list->head == NULL ? list->head = list->tail = newnode :
        prev == NULL ? list->tail = newnode : 0 ;
}

void
insert_before (struct List* list, struct Node* next, void* data) {
    struct Node* prev = next ? next->prev : list->tail;

    struct Node* newnode = (struct Node *) malloc (sizeof (struct Node));
    newnode->data = data;

	newnode->prev = prev;
	newnode->next = next ? next : list->head;
	
	next ? next->prev = newnode : list->head ?  list->head->prev = newnode : NULL;
    prev ? prev->next = newnode : 0 ;

    list->tail == NULL ? list->head = list->tail = newnode :
        next == NULL ? list->head = newnode : 0 ;
}

void
insert_front (struct List* list, void* data) {
    insert_before (list, NULL, data);
}

void
insert_back (struct List* list, void* data) {
    insert_after (list, NULL, data);
}

void
delete_from (struct List* list, struct Node* node) {
    struct Node* prev = node->prev;
    struct Node* next = node->next;

    prev ? prev->next = next : 0 ;
    next ? next->prev = prev : 0 ;

    node == list->head ? list->head = next : 0;
    node == list->tail ? list->tail = prev : 0;

    free (node);
}

其余两个文件不用改动
实现效果:
在这里插入图片描述

A:好的,下面是K - 双向链表习题的解答。 题目描述: 设计一个数据结构,要求实现双向链表的基本操作:插入、删除、反转等,并实现一个方法向链表中添加一个元素。同时,该数据结构需要支持以下操作: 1. get(k):返回链表中第 k 个节点的值。如果 k 小于 1 或大于链表的长度,则返回 -1。 2. addAtHead(val):在链表的头部插入一个值为 val 的节点。 3. addAtTail(val):在链表的尾部插入一个值为 val 的节点。 4. addAtIndex(index,val):在链表中的第 index 个节点前插入一个值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度,则在链表的末尾添加该节点。如果 index 大于链表的长度,则不会插入。 5. deleteAtIndex(index):如果索引 index 有效,则删除链表中的第 index 个节点。 解题思路: 题目要求我们设计一个双向链表数据结构,并提供选定的一些操作。这是一个经典的链表问题,我们需要先设计链表节点的结构体,并在节点中保留前驱和后继指针,便于双向操作。然后,我们可以定义一个链表类,在该类中定义一些方法来实现链表的基本操作。 本题需要实现的方法包括: 1. get(k):遍历链表,找到第 k 个节点并返回该节点的值。 2. addAtHead(val):创建一个新节点,将该节点作为头节点,并更新头节点的前驱指针。 3. addAtTail(val):创建一个新节点,将该节点作为尾节点,并更新尾节点的后继指针。 4. addAtIndex(index,val):遍历链表,找到第 index - 1 个节点,创建一个新节点,并将其插入到该节点的后面。如果 index 为零,则将新节点插入到头部。如果 index 等于链表的长度,则将新节点插入到末尾。 5. deleteAtIndex(index):遍历链表,找到第 index - 1 个节点,并将其后继指针指向第 index + 1 个节点。如果 index 为零,则更新头节点。如果 index 等于链表的长度 - 1,则更新尾节点。 代码实现: 下面是基于C++的实现代码,其中Node是一个链表节点的结构体,List是链表类的定义: ```cpp #include<iostream> using namespace std; // 链表节点结构体 struct Node { int val; // 节点的值 Node* pre; // 前驱指针 Node* nxt; // 后继指针 Node(int _val):val(_val),pre(nullptr),nxt(nullptr){} // 构造函数 }; // 链表类 class List{ private: Node* head; // 头节点 Node* tail; // 尾节点 int size; // 链表长度 public: List():head(nullptr),tail(nullptr),size(0){} // 构造函数 int get(int k){ if(k < 1 || k > size) // 判断k是否合法 return -1; Node* p = head; for(int i=1; i<k; i++) // 遍历链表,找到第k个节点 p = p->nxt; return p->val; // 返回节点的值 } void addAtHead(int val){ Node* p = new Node(val); // 创建新节点 if(size == 0){ // 链表为空的情况 head = p; tail = p; }else{ // 链表非空的情况 p->nxt = head; // 插入节点 head->pre = p; head = p; } size++; // 更新链表长度 } void addAtTail(int val){ Node* p = new Node(val); // 创建新节点 if(size == 0){ // 链表为空的情况 head = p; tail = p; }else{ // 链表非空的情况 tail->nxt = p; // 插入节点 p->pre = tail; tail = p; } size++; // 更新链表长度 } void addAtIndex(int index, int val){ if(index > size) // index不合法,不插入 return; if(index <= 0) // 如果index小于等于0,插入到头部 addAtHead(val); else if(index == size) // 如果index等于size,插入到尾部 addAtTail(val); else{ // 如果index在链表中 Node* p = head; for(int i=1; i<index; i++) // 找到第index-1个节点 p = p->nxt; Node* q = new Node(val); // 创建新节点 q->nxt = p->nxt; // 插入节点 p->nxt->pre = q; p->nxt = q; q->pre = p; size++; // 更新链表长度 } } void deleteAtIndex(int index){ if(index < 0 || index >= size) // index不合法,不删除 return; if(index == 0){ // 如果要删除的是头节点 head = head->nxt; // 更新头节点 if(head == nullptr) // 如果链表为空,尾节点也需要更新 tail = nullptr; else head->pre = nullptr; }else if(index == size-1){ // 如果要删除的是尾节点 tail = tail->pre; // 更新尾节点 tail->nxt = nullptr; }else{ // 如果要删除的是中间节点 Node* p = head; for(int i=1; i<index; i++) // 找到第index-1个节点 p = p->nxt; p->nxt = p->nxt->nxt; // 删除节点 p->nxt->pre = p; } size--; // 更新链表长度 } }; int main(){ List l; l.addAtHead(1); l.addAtTail(3); l.addAtIndex(1,2); // 链表变为[1,2,3] cout<<l.get(1)<<" "; // 返回2 l.deleteAtIndex(1); // 现在链表是[1,3] cout<<l.get(1)<<" "; // 返回3 return 0; } ``` 总结: 双向链表实现相对较多的语言,相对单向链表更适合一些场景;比如说LUR Cache。对于双向链表的实现,我们需要注意节点间指针的指向关系,以及头节点和尾节点的处理。感兴趣的读者可以继续尝试其他链表问题,如链表的分割、链表的反转等。
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