双向链表是一种带头双向循环的链表。在双向链表中,首先存在着一个头结点;其次每个节点有指向下一个节点的指针next 和指向上一个节点的指针prev ;最后,双向链表的头结点中存放上一个节点的指针指向链表的尾节点,尾节点中存放下一个节点的指针指向链表的头结点,形成一个闭环。这样双向链表既可以从前遍历,也可以从后遍历,直到回到起点。
链表的结构多种多样,链表呢可以是带头(不带头)、双向(单向)、循环(不循环)的,我们之前实现的单链表其实就是不带头,单向,不循环的链表。
而这些有什么区别呢?
带头和不带头
这里带头和不带头指的是有没有头结点,这单链表的实现过程中,是直接创建一个指针变量指向链表的第一个节点(这是没有头结点的情况),而存在头结点呢,就是一个哨兵位,里面没有存放数据,存放了指向第一个节点的指针。
可以看到,带头的链表多了一个节点(head),这个节点中没有存放任何数据,这样做可以方便对链表的节点进行统一操作。
单向和双向
单向是可以通过一个节点找到它的后一个节点,而双向是可以通过一个节点找到它前后的节点。
循环和不循环
这实现单链表的时候,我们将链表的最后一个节点next指针置位了空指针(NULL),而循环的链表中,我们会将最后一个节点的next指针指向链表的头结点,对于双向链表,将头节点的prev(上一个节点)指针指向链表的尾节点。
这里实现的双向链表,先来看一下双向链表的节点结构
双向链表节点
双向链表的功能预览
2.1、创建新的节点
创建节点,和单链表一样,都是动态开辟的空间。
2.2、双向链表初始化并创建头结点
链表初始化,其实就是创建一个头节点(也叫哨兵位);因为这里是双向链表,创建完头节点之后,让头节点的prev和next指针都指向它自己。
2.3、输出链表
遍历链表并输出有效数据,这里双向链表可以从前开始遍历也可以从后开始遍历。
2.4、双向链表头插数据
从链表的头部插入数据,创建新的节点,然后将新的节点prev指针指向头节点,将next指针指向头节点的下一个节点;然后修改头节点的next指针和头节点下一个节点的prev指针即可。
2.5、双向链表尾插数据
从链表尾部插入到尾节点的后面,创建新的节点,将新节点的prev指针指向头节点的上一个节点,将next指针指向头节点,然后修改尾节点的next指针和头节点的prev指针即可。
2.6、双向链表头删数据
头删是删除头节点的后一个节点,因为是动态开辟的内存,需要内存释放;删除后,让头节点的next指针 指向下一个数据的节点。
2.7、双向链表尾删数据
尾插是删除链表的尾节点,释放内存之后,让尾节点的上一个节点next指针指向头节点,头节点的prev指针指向删除节点的上一个节点。
2.8、双向链表查找数据
这里如果找到了,就返回该节点的指针,如果没有就返回NULL;方便对其进行前后插入数据和删除。
2.9、在指定节点pos之前插入数据
根据我们查找到的节点,在其之前插入数据,首先创建新节点,将新节点的prev指针指向pos的前一个节点,新节点的next指针指向pos;再修改pos的上一个节点的next指针指向和pos的prev指针指向即可;
这里就可以发现双向链表的一个好处,不用像单向链表那样遍历链表来寻找pos的上一个节点。
2.10、在指定节点pos之后插入数据
根据查找到的节点,在其之后插入数据;首先创建节点,将新节点的prev指针指向pos,新节点的next指针指向pos的下一个节点;然后修改pos的next指针指向和pos下一个节点的prev指针指向即可。
2.11、删除指定节点pos
根据查找到的节点,然后将其删除,这里需要修改pos前后节点的指针指向。
2.12、双向链表的销毁
及时对动态开辟的内存进行释放,养成好习惯
现在,动态开辟的链表需要进行销毁(也就是动态内存释放),这里就需要遍历链表了。
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