【数据结构】双链表解析+完整代码（创建、插入、删除）

3.2 双链表

3.2.1 双链表的定义

定义

单链表的缺点：无法逆向操作，插入删除时只能从头开始遍历，很不方便。

双链表：每个结点都定义两个指针prior和next，分别指向前驱和后继，可进可退。

typedef struct DNode{
    ElemType data;
    struct DNode *prior,*next; //前驱指针和后继指针
}DNode,*DLinklist;

初始化双链表

bool InitDLinkList(DLinklist &L){
    L=(DNode*)malloc(sizeof(DNode)); //分配头结点
    if(L==NULL)return false;
    L->prior=NULL; //头结点的前驱指针永远指向NULL
    L->next=NULL; //头结点还暂时没有后继
}

判空（带头结点）

bool Empty(DLinkList L){
    if(L->next==NULL)
        return true;
    else
        return false;
}

3.2.2 双链表的插入

步骤
如图

1.要插入结点s连接p的后继结点：s->next=p->next;

2.p的后继结点连接s：p->next->prior=s;

3.要插入结点s与p连接：s->prior=p;

4.p与s连接：p->next=s;
- 注：语句顺序不唯一，但不任意。

bool InsertNextDNode(DNode*p,DNode*s){
    if(p==NULL||s=NULL)return false;
    
    s->next=p->next;
    if(p->next!=NULL)p->next->prior=s; //先判断p有没有后继结点，防止p为链尾结点时产生的空指针
    s->prior=p;
    p->next=s;
    return true;
}

时间复杂度： $O (1)$

3.2.3 双链表的删除

步骤

如图：

1.将p指向要删结点q的后继结点：p->next=q->next

2.将q的后继结点与p连接：q->next->prior=p

3.释放要删结点q：free(q)
- 时间复杂度： $O (1)$

//删除结点p的后继结点
bool DeleteNextDNode(DNode *p){
    if(p==NULL)return false;
    DNode *q=p->next; //q为要删结点
    if(q==NULL)return false;
    p->next=q->next;
    if(q->next!=NULL)q->next->prior=p; //该判断防止q是最后一个结点，从而指针制空
    free(q);
    return true;
}

销毁双链表

void DestoryList(DLinklist &L){
    //循环释放各结点数据
    while(L->next!=NULL)
        DeleteNextNode(L);
    free(L); //释放头结点
    L=NULL; //头指针指向NULL
}

*完整代码双链表

以上只解释了双链表的定义、插入、删除，其他查找等操作与单链表一样，可看文章：
【数据结构】单链表解析+完整代码（创建增删查找等）
这里不再赘述，只在代码中展现。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define ElemType int

typedef struct DNode {
	ElemType data;
	struct DNode* prior,*next;
}DNode, * DLinkList;

//初始化
bool InitList(DLinkList& L) {
	L = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));
	L->next = NULL;
	L->prior = NULL;
	return true;
}

//求表长
int Length(DLinkList L) {
	int len = 0;
	DNode* p = L;
	while (p->next != NULL) {
		len++;
		p = p->next;
	}
	return len;
}

//头插法建立
DLinkList List_HeadInsert(DLinkList& L) {
	L = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));
	L->next = NULL;
	DNode* s;
	int x;
	scanf("%d", &x);
	while (x != 9999) {
		s = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));
		s->data = x;
		s->next = L->next;
		L->next = s;
		scanf("%d", &x);
	}
	return L;
}

//尾插法建立
DLinkList List_TailInsert(DLinkList& L) {
	int x;
	L = (DNode*)malloc(sizeof(DNode)); //创建头结点
	DNode* s, * r = L; //s指向头结点，r指向尾结点
	scanf("%d", &x);
	while (x != 9999) {
		s = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));
		s->data = x;
		r->next = s;
		r = s;
		scanf("%d", &x);
	}
	r->next = NULL;
	return L;
}

//按序查找
DNode* GetItem(DLinkList& L, int i) {
	DNode* p = L->next;
	int j = 0;
	while (j < i && p != NULL) {
		p = p->next;
		j++;
	}
	return p;
}

//按值查找
int LocateElem(DLinkList& L, ElemType e) {
	DNode* p = L;
	int j = 0;
	while (p != NULL && p->data != e) {
		p = p->next;
		j++;
	}
	return j;
}

//按位序插入
bool ListInsert(DLinkList& L, int i, ElemType e) {
	if (i < 0)return false;

	DNode* p = L;
	int j = 0;
	while (j < i - 1 && p != NULL) {
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)return false;

	DNode* s = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;
}

//指定结点后插操作
bool InsertNextDNode(DNode* p, DNode* s) {
	if (p == NULL||s==NULL)return false;

	s->next = p->next;
	if (p->next != NULL)p->next->prior = s; //先判断p有没有后继结点，防止p为链尾结点时产生的空指针
	s->prior = p;
	p->next = s;
	return true;
}

//删除结点p的后继结点
bool DeleteNextDNode(DNode* p) {
	if (p == NULL)return false;
	DNode* q = p->next; //q为要删结点
	if (q == NULL)return false;
	p->next = q->next;
	if (q->next != NULL)q->next->prior = p; //该判断防止q是最后一个结点，从而指针制空
	free(q);
	return true;
}

void PrintList(DLinkList& L) {
	DNode* p = L->next;
	while (p != NULL) {
		printf("%d ", p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n\n");
}

void DestroyList(DLinkList& L) {
	//循环释放各结点数据
	while (L->next != NULL)
		DeleteNextDNode(L);
	free(L); //释放头结点
	L = NULL; //头指针指向NULL
}

int main() {
	DLinkList L;

	printf("头插法建立链表，输入以9999结束：\n");
	L = List_HeadInsert(L);
	PrintList(L);

	DestroyList(L);
	printf("尾插法建立链表，输入以9999结束：\n");
	L = List_TailInsert(L);
	PrintList(L);

	printf("求表长：%d\n", Length(L));
	printf("\n");

	printf("按位序插入：\n");
	int pos = 1, e = 998;
	ListInsert(L, pos, e);
	PrintList(L);

	printf("指定结点的后插操作：\n");
	DNode* p = L->next;
	DNode* q=(DNode*)malloc(sizeof(DNode));
	q->data = 222;
	q->next = NULL;
	q->prior = NULL;
	InsertNextDNode(p, q);
	PrintList(L);

	printf("按值查找：\n");
	printf("查找222的位序是：%d\n", LocateElem(L, 222));
	printf("\n");

	printf("按序查找：\n");
	DNode*x = GetItem(L, 2);
	printf("查找第3个元素值是：%d\n", x->data);
	printf("\n");

	printf("按指定结点删除：\n");
	p = L->next;
	DeleteNextDNode(p);
	PrintList(L);
}