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双向链表基本操作(C语言)详解

2023-07-11 19:12 作者:解学武  | 我要投稿

前面学习了如何创建一个双向链表,本节学习有关双向链表的一些基本操作,即如何在双向链表中添加、删除、查找或更改数据元素。

本节知识基于已熟练掌握双向链表创建过程的基础上,我们继续上节所创建的双向链表来学习本节内容,创建好的双向链表如图 1 所示:


双向链表示意图
图 1 双向链表示意图

双向链表添加节点

根据数据添加到双向链表中的位置不同,可细分为以下 3 种情况:

1) 添加至表头

将新数据元素添加到表头,只需要将该元素与表头元素建立双层逻辑关系即可。

换句话说,假设新元素节点为 temp,表头节点为 head,则需要做以下 2 步操作即可:

  1. temp->next=head; head->prior=temp;

  2. 将 head 移至 temp,重新指向新的表头;

例如,将新元素 7 添加至双链表的表头,则实现过程如图 2 所示:

添加元素至双向链表的表头
图 2 添加元素至双向链表的表头

2) 添加至表的中间位置

同单链表添加数据类似,双向链表中间位置添加数据需要经过以下 2 个步骤,如图 3 所示:

  1. 新节点先与其直接后继节点建立双层逻辑关系;

  2. 新节点的直接前驱节点与之建立双层逻辑关系;

双向链表中间位置添加数据元素
图 3 双向链表中间位置添加数据元素

3) 添加至表尾

与添加到表头是一个道理,实现过程如下(如图 4 所示):

  1. 找到双链表中最后一个节点;

  2. 让新节点与最后一个节点进行双层逻辑关系;

双向链表尾部添加数据元素
图 4 双向链表尾部添加数据元素

因此,我们可以试着编写双向链表添加数据的 C 语言代码,参考代码如下:

双向链表删除节点

和添加结点的思想类似,在双向链表中删除目标结点也分为 3 种情况。

1) 删除表头结点

删除表头结点的过程如下图所示:

图 5 删除双链表表头元素

删除表头结点的实现过程是:

  1. 新建一个指针指向表头结点;

  2. 断开表头结点和其直接后续结点之间的关联,更改 head 头指针的指向,同时将其直接后续结点的 prior 指针指向 NULL;

  3. 释放表头结点占用的内存空间。

2) 删除表中结点

删除表中结点的过程如下图所示:

双链表删除元素操作示意图
图 6 删除表中结点

删除表中结点的实现过程是:

  1. 找到目标结点,新建一个指针指向改结点;

  2. 将目标结点从链表上摘除;

  3. 释放该结点占用的内存空间。

3) 删除表尾结点

删除表尾结点的过程如下图所示:

图 7 删除表尾结点

删除表尾结点的实现过程是:

  1. 找到表尾结点,新建一个指针指向该结点;

  2. 断点表尾结点和其直接前驱结点的关联,并将其直接前驱结点的 next 指针指向 NULL;

  3. 释放表尾结点占用的内存空间。

双向链表删除节点的 C 语言实现代码如下:

双向链表查找节点


通常情况下,双向链表和单链表一样都仅有一个头指针。因此,双链表查找指定元素的实现同单链表类似,也是从表头依次遍历表中元素。

C 语言实现代码为:

双向链表更改节点


更改双链表中指定结点数据域的操作是在查找的基础上完成的。实现过程是:通过遍历找到存储有该数据元素的结点,直接更改其数据域即可。

实现此操作的 C 语言实现代码如下:

总结


这里给出双链表中对数据进行 "增删查改" 操作的完整实现代码:

程序执行结果为:


创建好的双向链表为:
1 <-> 2 <-> 3 <-> 4 <-> 5
删除元素 2:
1 <-> 3 <-> 4 <-> 5
元素 3 的位置是:2
表中的元素 3 改为 6:
1 <-> 6 <-> 4 <-> 5

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