第11课-双向链表
1. 单链表的局限
(1) 单链表的结点都只有一个指向下一个结点的指针。
(2) 单链表的数据元素无法直接访问其前驱元素。
l 逆序访问单链表中的元素是极其耗时的操作！
len = LinkList_Length(list);
for(i=len-1; len>=0; i--)
{
LinkListNode* p = LinkList_Get(list,i);
//访问数据元素p中的元素
}
2. 双向链表的定义
在单链表的结点中增加一个指向其前驱的pre指针。
3. 双向链表拥有单链表的所有操作
(1) 创建链表。
(2) 销毁链表。
(3) 获取链表长度。
(4) 清空链表。
(5) 获取第pos个元素操作。
(6) 插入元素到位置pos。
(7) 删除位置p。
4. 双向链表的插入操作
current->next = node;
node->next =next;
next->pre = node;
node->pre = current;
5. 双向链表的删除操作
current->next = next;
next-> = current;
6. 双向链表的新操作
(1) 获取当前游标指向的数据元素。
(2) 将游标重置指向链表中的第一个数据元素。
(3) 将游标移动指向到链表中的下一个数据元素。
(4) 将游标移动指向到链表中的上一个数据元素。
(5) 直接指定删除链表中的某个数据元素。
DLinkListNode* DLinkList_DeleteNode(DLinkList* list, DLinkListNode* node);
DLinkListNode* DLinkList_Reset(DLinkList* list);
DLinkListNode* DLinkList_Current(DLinkList* list);
DLinkListNode* DLinkList_Next(DLinkList* list);
DLinkListNode* DLinkList_Pre(DLinkList* list);
DLinkList.h
#ifndef _DLINKLIST_H_
#define _DLINKLIST_H_
typedef void DLinkList;
typedef struct _tag_DLinkListNode DLinkListNode;
struct _tag_DLinkListNode
{
DLinkListNode* next;
DLinkListNode* pre;
};
DLinkList* DLinkList_Create();
void DLinkList_Destroy(DLinkList* list);
void DLinkList_Clear(DLinkList* list);
int DLinkList_Length(DLinkList* list);
int DLinkList_Insert(DLinkList* list, DLinkListNode* node, int pos);
DLinkListNode* DLinkList_Get(DLinkList* list, int pos);
DLinkListNode* DLinkList_Delete(DLinkList* list, int pos);
DLinkListNode* DLinkList_DeleteNode(DLinkList* list, DLinkListNode* node);
DLinkListNode* DLinkList_Reset(DLinkList* list);
DLinkListNode* DLinkList_Current(DLinkList* list);
DLinkListNode* DLinkList_Next(DLinkList* list);
DLinkListNode* DLinkList_Pre(DLinkList* list);
#endif
DLinkList.c
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "DLinkList.h"
typedef struct _tag_DLinkList
{
DLinkListNode header;
DLinkListNode* slider;
int length;
} TDLinkList;
DLinkList* DLinkList_Create() // O(1)
{
TDLinkList* ret = (TDLinkList*)malloc(sizeof(TDLinkList));
if( ret != NULL )
{
ret->length = 0;
ret->header.next = NULL;
ret->header.pre = NULL;
ret->slider = NULL;
}
return ret;
}
void DLinkList_Destroy(DLinkList* list) // O(1)
{
free(list);
}
void DLinkList_Clear(DLinkList* list) // O(1)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
if( sList != NULL )
{
sList->length = 0;
sList->header.next = NULL;
sList->header.pre = NULL;
sList->slider = NULL;
}
}
int DLinkList_Length(DLinkList* list) // O(1)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
int ret = -1;
if( sList != NULL )
{
ret = sList->length;
}
return ret;
}
int DLinkList_Insert(DLinkList* list, DLinkListNode* node, int pos) // O(n)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
int ret = (sList != NULL) && (pos >= 0) && (node != NULL);
int i = 0;
if( ret )
{
DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)sList;
DLinkListNode* next = NULL;
for(i=0; (i<pos) && (current->next != NULL); i++)
{
current = current->next;
}
next = current->next;
current->next = node;
node->next = next;
if( next != NULL )
{
next->pre = node;
}
node->pre = current;
if( sList->length == 0 )
{
node->pre = NULL;
sList->slider = node;
}
sList->length++;
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_Get(DLinkList* list, int pos) // O(n)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
int i = 0;
if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length) )
{
DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)sList;
for(i=0; i<pos; i++)
{
current = current->next;
}
ret = current->next;
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_Delete(DLinkList* list, int pos) // O(n)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
int i = 0;
if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length) )
{
DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)sList;
DLinkListNode* next = NULL;
for(i=0; i<pos; i++)
{
current = current->next;
}
ret = current->next;
next = ret->next;
current->next = next;
if( next != NULL )
{
next->pre = current;
if( current == (DLinkListNode*)sList )
{
next->pre = NULL;
}
}
if( sList->slider == ret )
{
sList->slider = next;
}
sList->length--;
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_DeleteNode(DLinkList* list, DLinkListNode* node)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
int i = 0;
if( sList != NULL )
{
DLinkListNode* current = (DLinkListNode*)sList;
for(i=0; i<sList->length; i++)
{
if( current->next == node )
{
ret = current->next;
break;
}
current = current->next;
}
if( ret != NULL )
{
DLinkList_Delete(sList, i);
}
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_Reset(DLinkList* list)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
if( sList != NULL )
{
sList->slider = sList->header.next;
ret = sList->slider;
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_Current(DLinkList* list)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
if( sList != NULL )
{
ret = sList->slider;
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_Next(DLinkList* list)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
if( (sList != NULL) && (sList->slider != NULL) )
{
ret = sList->slider;
sList->slider = ret->next;
}
return ret;
}
DLinkListNode* DLinkList_Pre(DLinkList* list)
{
TDLinkList* sList = (TDLinkList*)list;
DLinkListNode* ret = NULL;
if( (sList != NULL) && (sList->slider != NULL) )
{
ret = sList->slider;
sList->slider = ret->pre;
}
return ret;
}
main.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "DLinkList.h"
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */
struct Value
{
DLinkListNode header;
int v;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
int i = 0;
DLinkList* list = DLinkList_Create();
struct Value* pv = NULL;
struct Value v1;
struct Value v2;
struct Value v3;
struct Value v4;
struct Value v5;
v1.v = 1;
v2.v = 2;
v3.v = 3;
v4.v = 4;
v5.v = 5;
DLinkList_Insert(list, (DLinkListNode*)&v1, DLinkList_Length(list));
DLinkList_Insert(list, (DLinkListNode*)&v2, DLinkList_Length(list));
DLinkList_Insert(list, (DLinkListNode*)&v3, DLinkList_Length(list));
DLinkList_Insert(list, (DLinkListNode*)&v4, DLinkList_Length(list));
DLinkList_Insert(list, (DLinkListNode*)&v5, DLinkList_Length(list));
for(i=0; i<DLinkList_Length(list); i++)
{
pv = (struct Value*)DLinkList_Get(list, i);
printf("%d ", pv->v);
}
printf(" ");
DLinkList_Delete(list, DLinkList_Length(list)-1);
DLinkList_Delete(list, 0);
for(i=0; i<DLinkList_Length(list); i++)
{
pv = (struct Value*)DLinkList_Next(list);
printf("%d ", pv->v);
}
printf(" ");
DLinkList_Reset(list);
DLinkList_Next(list);
pv = (struct Value*)DLinkList_Current(list);
printf("%d ", pv->v);
DLinkList_DeleteNode(list, (DLinkListNode*)pv);
pv = (struct Value*)DLinkList_Current(list);
printf("%d ", pv->v);
DLinkList_Pre(list);
pv = (struct Value*)DLinkList_Current(list);
printf("%d ", pv->v);
printf("Length: %d ", DLinkList_Length(list));
DLinkList_Destroy(list);
return 0;
}
小结
l 双向链表在单链表的基础上增加了指向前驱的指针。
l 功能上双向链表可以完全取代单链表的使用。
l 循环链表的Next，Pre和Current操作可以高效的。
l 遍历链表中的所有元素。