双链表详解-优快云博客

本文深入解析了双链表的基本概念及其实现原理，重点介绍了如何通过四种不同情况将新节点插入到双链表中，并提供了详细的插入函数实现代码。

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双链表

单链表单向遍历决定了只能从头节点遍历到尾节点。而双链表解决了这个问题，在一个双链表中，每个节点都包含了两个指针——指向前一个节点和指向后一个节点的指针。这可以使我们以任何方向遍历双链表。

根据双链表的定义，我们应该能从链表的任何一端开始遍历链表，因此需要两个指针分别指向头节点和尾节点。

最直接的想法是把两个根指针分开声明为两个变量。但这样一来，我们必须把两个根指针都传递给操作双链表的函数。

为了更有效率，我们采取另一种方式：为根指针声明一个完整的节点。根节点的正向指针指向链表的第一个节点，反向指针指向链表的最后一个节点，如果链表为空，两个指针都为NULL。另外，我们也可以在根节点的值字段中保存一些关于链表的信息。

定义链表节点

typedef struct node {
	struct node * fwd;
	struct node * bwd;
	int value;
}Node;

节点间关系

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双链表插入函数

通过双链表插入函数学习对双链表的操作，其他操作也可以类比实现。

函数分析

对双链表，我们考虑每个节点。谁正向指向它，谁反向指向它，它正向指向谁，它反向指向谁。

于是，当我们把一个节点插入到链表时，可能出现4 种情况。

（1）新节点插入到链表的中间位置。

（2）新节点插入到链表的起始位置。

（3）新节点插入到链表的结束位置。

（4）新节点既插入到链表的起始位置，又插入到链表的结束位置。

在每种情况下，都有 4 个指针必须进行修改。我们通过是否插入到起始位置，是否插入到结束位置两个条件划分这4种情况。

函数调用

root = list_insert(root, value);

函数实现

Node * insert(Node *rootp, int new_value){
	Node *current;
	Node *next;
	Node *newnode;
	
	for(current = rootp; (next = current->fwd) != NULL; current = next)
	{
	    if (next->value == new_value){
		printf("the same value");
		return rootp;
	    }
	    if (next->value > new_value)
		break;
	}
	newnode = (Node *)malloc( sizeof (Node) );
	if (newnode == NULL){
	    printf("fail to allocate newnode");
	    return rootp;
	}
	newnode->value = new_value;
	if (next != NULL){               
	    if ( current != rootp){          //插入到中间节点
                current->fwd = newnode;
	        next->bwd = newnode;
    		newnode->fwd = next;
		newnode->bwd = current;
	    } else {                         //插入到开始位置，且不是结束位置
		rootp->fwd = newnode;
		next->bwd = newnode;
		newnode->fwd = next;
		newnode->bwd = NULL;
		}
	} else {
	    if ( current != rootp){          //插入到结束位置，且不是开始位置
		current->fwd = newnode;
		rootp->bwd = newnode;
		newnode->fwd = NULL;
		newnode->bwd = current; 			
	    } else {                         //插入到开始位置，且是开始位置
		rootp->fwd = newnode;
		rootp->bwd = newnode;
		newnode->fwd = NULL;
		newnode->bwd = NULL;
	    }
	}
	
	return rootp;
}