【数据结构】双向链表

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文章目录

前言
一.双向循环链表的实现
- - 创建新节点：
  - 创建返回链表的头结点.
  - 打印链表
  - 判断链表是否只有头节点
  - 双向链表尾插
  - 双向链表尾删
  - 双向链表头插
  - 在pos位置后面插入
二.顺序表和链表的区别
总结

前言

在前面的博客中，我们学习了单链表的实现与操作。然而单链表在进行找尾等操作时，会导致时间复杂度很低。下面我来介绍一下双向链表的相关知识。

一.双向循环链表的实现

由下面的图我们可以看出，双向链表在创建时会建立两个指针，此时链表就不仅可以往后链接，还可以向前链接。
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我们来看看他们的区别：

之前写的单链表是没有头节点的，但是双向循环链表是有头节点的
双向循环链表的头和尾也要建立联系，这样就可以快速找尾

因为之前写过单链表，下面我们就快速的实现双链表了，不细细介绍了。

创建新节点：

LTNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc::newnode");
		return NULL;
	}
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;
	newnode->data = x;
	return newnode;
}

创建返回链表的头结点.

LTNode* LTInit()
{
	LTNode* newnode = BuyListNode(-1);
	newnode->next = newnode;
	newnode->prev = newnode;

	return newnode;
}

该头节点在初始化说要自行成环，方便后面拼接。

打印链表

void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur!=phead)
	{
		printf("%d<==>", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

判断链表是否只有头节点

bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}

这个判断十分重要，因为只剩头节点的话就不能删除了。

双向链表尾插

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);

	LTNode* tail = phead->prev;
	tail->next = newnode;
	newnode->next = phead;
	newnode->prev = tail;
	phead->prev = newnode;
}

双向链表尾删

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty);
	LTNode* tail = phead->prev;
	tail->prev->next = phead;
	phead->prev = tail->prev;
	free(tail);
	tail = NULL;
}

删除了要记得和头节点重新形成联系。

双向链表头插

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	LTNode* first = phead->next;
	phead->next = newnode;
	newnode->next = first;
	newnode->prev = phead;
	first->prev = newnode;
}

在pos位置后面插入

void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	LTNode* cur = pos->next;
	pos->next = newnode;
	newnode->prev = pos;
	newnode->next = cur;
	cur->prev = newnode；
}

二.顺序表和链表的区别

不同点	顺序表	链表
存储空间上	物理上一定连续	逻辑上连续，但物理上不一定连续
随机访问	支持，O(1)	不支持，O(N)
任意位置插入或者删除	可能需要搬移元素，效率低O(N)	只需修改指针指向
插入	动态顺序表，空间不够时需要扩容	没有容量的概念
应用场景	元素高效存储+频繁访问	任意位置插入和删除频繁
缓存利用率	高	低