双向列表的实现(C++)

一.实现思路

   主要是一个空间存储一个数值,然后为了索引后面的数据单元和前面的数据单元,所以在每个空间里面还要存储前面和后面数据单元的指针,就形成了每个数据单元

 

后面就是要管理的是双向列表的头结点和尾节点,方便实现后面的头插和尾插

template <typename T>
class DoubleList
{
    Node<T>* head;
    Node<T>* tail;

}

这些就是一个双向列表的一个整体逻辑

二.增删查改的实现

void insertAtEnd(T value);
    void insertAtBeginning(T value);
    void deleteNode(T value);
    Node<T>* find(T value);
    void printList();

我主要实现的就是这几个函数,但是其实再多也是一样的思路,就举个尾插来进行举例子

对于尾插而言,第一步肯定是先将这个节点进行实现,这个时候肯定是使用new来进行实现,因为使用new来实现的时候,空间是开在堆上的,方便后面析构函数进行空间清理, 否则出了这个函数对应的节点也会进行清空,十分鸡肋。

然后第二步是判断这个双向列表是不是空的,如果是空的就将头部和尾部都指向这个节点。如果不为空,则进行插入,也就是将tail变为现在这个节点,然后将前一个节点的后节点指针改为自己,将后一个节点的前一个指针改为自己,自己节点前后节点的指针也改为对应的节点。

void insertAtEnd(T value)
{
    if (head == nullptr)
    {
        head = new Node<T>(value);
        tail = head;
        head->data = value;
        head->prev = head;
        head->next = head;
        return;
    }
    node = new Node<T>(value);
    tail->next = node;
    node->prev = tail;
    head->prev = node;
    node->next = head;
    tail = node;
}

而对于某个节点的查找,也是类似的情况,首先是判断这个双向列表是不是空的,如果是则返回nullptr,如果不是则对head和tail中的所有节点进行遍历,如果存在则返回对应节点,如果不存在则返回nullptr。

Node<T>* find(T value)
{
    if (head == nullptr)
    {
        return nullptr;
    }
    for (node<T>* begin = head; begin != tail; begin = begin->next)
    {
        if (begin->data == value)
        {
            return begin;
        }
    }
    if (begin->data == value)
    {
        return begin;
    }
    return nullptr;
}

对于节点的删除来说,就是将节点的查找加上节点前后的指针换位,然后将这个节点进行空间释放,就得到了节点删除的函数。但是在这之前我们要处理一系列特殊情况

void deleteNode(T value)
{
    Node<T>* node = find(value);
    if (node == nullptr)
    {
        return;
    }
    if (head == tail)
    {
        head->next = nullptr;
        head->prev = nullptr;
        return;
    }
    if (node == head)
    {
        head = head->next;
        tail->next = head;
        head->prev = tail;
       delete node;
        return;
    }
    if (node == tail)
    {
        tail = tail->prev;
        head->prev = tail;
        tail->next = head;
        delete node;
        return;
    }
    node->prev->next = node->next;
    node->next->prev = node->prev;
     delete node;
}

三.析构函数的实现

最后就是析构函数的实现了,因为我们前面利用了new开辟的很多的节点,所以就导致了后面这些空间肯定要我们自己手动释放,所以我们要写对应的析构函数,就是遍历每一个节点,然后遍历完以后将每一个节点进行释放,其中释放每一个节点之前一定要记得将后一个节点的指针记录下来

~DoublyLinkedList()
{
    en = head->next;
    for (it = head; it != tail; it = en)
    {
        en = it->next;
        delete node;
    }
    delete node;
}

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