【数据结构】带头双向循环链表

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已于 2023-05-13 10:37:40 修改 · 402 阅读

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#数据结构 #链表 #c语言

于 2023-05-13 10:19:52 首次发布

本文详细介绍了带头双向循环链表的特点，包括其节点结构、初始化、常见操作如头插、尾插、头删、尾删、查找、插入、删除等，并探讨了其优缺点。链表的初始化涉及哨兵位的使用，头插和尾插操作在有哨兵位的情况下简化了插入过程，而头删和尾删则避免了遍历整个链表。此外，通过代码复用实现了插入和删除的高效性。

简介

与单链表相比，带头双向循环链表主要有以下特点：

1.节点中新增一个节点，存储的是前一个结点的地址；

2.链表的头节点存储了尾节点的地址，尾结点存储了头节点的地址；

3.具有单链表所不具备的哨兵位，且哨兵位中不存储有效数据。

常见操作

定义

与无头单向非循环链表相比，带头双向循环链表的定义中多出了新的指针prev，这个指针用于存放前一个节点的地址。如下：

typedef int DataType;
typedef struct SlistNode
{
    DataType data;
    struct SlistNode*next;
    struct SlistNode*prev;
}SlistNode;

初始化

与单向链表不同的是，带头双向循环链表的初始化需要申请一个节点作为哨兵位节点。

ListNode* ListCreate()
{
	ListNode* phead = BuyNewNode(-1);
    // 这里的-1没有意义，只是为了创建哨兵位

	phead->_next = phead;
	phead->_prev = phead;

	return phead;
}

在这里使用了函数BuyNewNode用于动态开辟节点。

ListNode* BuyNewNode(LTDataType x)
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return NULL;
	}

	newnode->_prev = NULL;
	newnode->_next = NULL;
	newnode->_data = x;

	return newnode;
}

需要注意的是：哨兵位节点不存储有效数据；且由于链表循环，初始化时需要将哨兵位的prev和next均指向自身。

可图示如下：

头插

即在链表的头部进行节点的插入。

由于这类链表在初始化时已经创建了哨兵位，即头插是插入在哨兵位的下一个节点的；且哨兵位不可为空，使用assert进行断言。

void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	assert(pHead);

	// 开辟包含新增数据x的节点
	ListNode* newnode = BuyNewNode(x);

	// 链接newnode与pHead->_next
	newnode->_next = pHead->_next;
	pHead->_next->_prev = newnode;

	pHead->_next = newnode;
	newnode->_prev = pHead;
}

可图示如下：

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