双向链表的操作(插入和删除)

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优化双向链表插入删除操作可以从多个方面入手,以下是一些常见的优化方法: ### 缓存机制 采用缓存机制能够提高频繁插入删除操作的性能。例如,维护一个空闲节点列表,当需要插入新节点时,先从空闲列表中获取节点,避免频繁的内存分配释放;删除节点时,将节点放入空闲列表,而不是直接释放内存。以下是一个简单的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义双向链表节点结构 typedef struct DNode { int data; struct DNode* next; struct DNode* prio; } DNode; // 空闲节点列表 DNode* freeList = NULL; // 从空闲列表获取节点 DNode* getNode() { if (freeList != NULL) { DNode* node = freeList; freeList = freeList->next; return node; } return (DNode*)malloc(sizeof(DNode)); } // 将节点放入空闲列表 void releaseNode(DNode* node) { node->next = freeList; freeList = node; } ``` ### 指针校验 通过指针校验来增强代码的健壮性,避免因空指针或无效指针导致的错误。在插入删除操作中,对指针进行检查,确保操作的安全性。如在插入操作中,检查插入位置是否合法,在删除操作中,检查要删除的节点是否存在等。以下是插入操作中添加指针校验的示例: ```c // 在指定位置插入节点 bool Insert(DNode* plist, int pos, int val) { if (plist == NULL || pos < 0) return false; int length = 0; DNode* p = plist->next; while (p != NULL) { length++; p = p->next; } if (pos > length) return false; DNode* newNode = getNode(); newNode->data = val; p = plist; for (int i = 0; i < pos; i++) { p = p->next; } newNode->next = p->next; if (p->next != NULL) p->next->prio = newNode; newNode->prio = p; p->next = newNode; return true; } ``` ### 优化算法设计 在某些场景下,可以通过优化算法设计来减少不必要的遍历。例如,如果经常在链表头部或尾部进行插入删除操作,可以维护链表的头指针尾指针,这样在头部或尾部插入删除节点的时间复杂度可以降低到 $O(1)$。以下是维护头指针尾指针的示例代码: ```c typedef struct DList { DNode* head; DNode* tail; } DList; // 在链表头部插入节点 void insertAtHead(DList* list, int val) { DNode* newNode = getNode(); newNode->data = val; newNode->next = list->head->next; if (list->head->next != NULL) list->head->next->prio = newNode; newNode->prio = list->head; list->head->next = newNode; if (list->tail == list->head) list->tail = newNode; } // 在链表尾部插入节点 void insertAtTail(DList* list, int val) { DNode* newNode = getNode(); newNode->data = val; newNode->next = NULL; newNode->prio = list->tail; list->tail->next = newNode; list->tail = newNode; } ``` ### 批量操作 如果需要进行多次插入删除操作,可以考虑批量处理,减少指针调整的次数。例如,将多个插入操作合并为一次批量插入,或者将多个删除操作合并为一次批量删除
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