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C語言中帶頭雙向循環(huán)鏈表基本操作的實現(xiàn)詳解

 更新時間：2022年11月14日 14:18:37   作者：蝸牛牛啊  
無頭單向非循環(huán)鏈表結(jié)構(gòu)簡單，一般不會單獨用來存數(shù)據(jù)。而帶頭雙向循環(huán)鏈表的結(jié)構(gòu)較為復雜，一般用在單獨存儲數(shù)據(jù)。本文將介紹帶頭雙向循環(huán)鏈表的基本操作，需要的可以參考一下

一、概念與結(jié)構(gòu)

無頭單向非循環(huán)鏈表結(jié)構(gòu)簡單，一般不會單獨用來存數(shù)據(jù)。實際中更多的是作為其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)，如哈希桶、圖的鄰接表等等。而帶頭雙向循環(huán)鏈表的結(jié)構(gòu)較為復雜，一般用在單獨存儲數(shù)據(jù)。實際中使用的鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都是帶頭雙向循環(huán)鏈表，雖然它的結(jié)構(gòu)復雜但是因為結(jié)構(gòu)優(yōu)勢用代碼實現(xiàn)起來會變得簡單。

二、基本操作的實現(xiàn)

1.創(chuàng)建結(jié)點

LTNode* BuyListNode(ListDataType x)
{
    LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
    if (newnode == NULL)
    {
        perror("malloc");
        exit(-1);
    }
    newnode->val = x;
    newnode->prev = NULL;
    newnode->next = NULL;
    return newnode;
}

2.初始化鏈表

void ListInit(LTNode** pphead)//初始化
{
    *pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
    *pphead = BuyListNode(-1);
    (*pphead)->next = *pphead;
    (*pphead)->prev = *pphead;
}
//LTNode* ListInit()//初始化
//{
//    LTNode* phead = BuyListNode(-1);//初始化時將頭結(jié)點置為-1;
//    phead->next = phead;
//    phead->prev = phead;
//    return phead;
//}

初始化鏈表有兩種方式，一種是有返回類型（注釋部分），另一種是在初始化函數(shù)中給結(jié)構(gòu)體開辟空間（不過注意參數(shù)要為二級指針）。因為是帶頭結(jié)點的循環(huán)鏈表，所以prev和next指針都指向自己。

3.打印鏈表

void ListPrint(LTNode* phead)//打印
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        printf("%d ", cur->val);
        cur = cur->next;
    }
    printf("\n");
}

注意while循環(huán)的結(jié)束條件，保證能夠打印鏈表中的所有有效值。要對頭結(jié)點進行assert判斷，不能為空。

4.尾插

void ListPushBack(LTNode* phead, ListDataType x)//尾插
{
    assert(phead);
    LTNode* newnode = BuyListNode(x);
    LTNode* tail = phead->prev;
    newnode->next = tail->next;
    phead->prev = newnode;
    newnode->prev = tail;
    tail->next = newnode;
    //ListInsert(phead, x);
}

5.尾刪

void ListPopBack(LTNode* phead)//尾刪
{
    assert(phead);
    assert(phead->next != phead);
    LTNode* prevnode = phead->prev;
    prevnode->prev->next = phead;
    phead->prev = prevnode->prev;
    free(prevnode);
    //ListErase(phead->prev);
}

尾刪時要注意判斷phead->next != phead，不能刪除頭結(jié)點，同時記得要free(prevnode)釋放刪除后的空間。

6.頭插

void ListPushFront(LTNode* phead, ListDataType x)//頭插
{
    assert(phead);
    LTNode* tail = phead->next;
    LTNode* newnode = BuyListNode(x);
    tail->prev = newnode;
    newnode->next = tail;
    newnode->prev = phead;
    phead->next = newnode;
    //ListInsert(phead->next,x);
}

7.頭刪

void ListPopFront(LTNode* phead)//頭刪
{
    assert(phead);
    assert(phead->next != phead);
    LTNode* tail = phead->next;
    phead->next = tail->next;
    tail->next->prev = phead;
    //ListErase(phead->next);
}

8.查找某個數(shù)并返回其指針

LTNode* ListFind(LTNode* phead, ListDataType x)//找某個數(shù)返回其指針
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        if (cur->val == x)
        {
            return cur;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return NULL;
}

9.在某個位置之前插入

void ListInsert(LTNode* pos, ListDataType x)//在pos之前插入
{
    assert(pos);
    LTNode* newnode = BuyListNode(x);
    LTNode* tail = pos->prev;
    tail->next = newnode;
    newnode->prev = tail;
    newnode->next = pos;
    pos->prev = newnode;
}

10.刪除某個位置

void ListErase(LTNode* pos)//刪除pos位置
{
    assert(pos);
    LTNode* prevnode = pos->prev;
    LTNode* nextnode = pos->next;
    free(pos);
    prevnode->next = nextnode;
    nextnode->prev = prevnode;
    /*pos->next->prev = pos->prev;
    pos->prev->next = pos->next;
    free(pos);*/
}

11.判斷鏈表是否為空

bool ListEmpty(LTNode* phead)//判斷是否為空,如果是空，返回true
{
    assert(phead);
    return phead->next == phead;
}

12.計算鏈表中有效值的個數(shù)

size_t ListSize(LTNode* phead)//計算鏈表中有效值的個數(shù)
{
    assert(phead);
    size_t size = 0;
    LTNode* tail = phead->next;
    while (tail != phead)
    {
        size++;
        tail = tail->next;
    }
    return size;
}

13.銷毀鏈表

void ListDestroy(LTNode* phead)//銷毀鏈表 
{
    assert(phead);
    LTNode* tail = phead->next;
    while (tail != phead)
    {
        LTNode* nextnode = tail->next;
        free(tail);
        tail = nextnode;
    }
    free(phead);
}

銷毀鏈表時要注意要保證每個結(jié)點都釋放，同時最后也要將頭結(jié)點釋放free(phead)。

三、測試代碼

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <assert.h>
typedef int ListDataType;
typedef struct ListNode {
	ListDataType val;
	struct ListNode* prev;
	struct ListNode* next;
}LTNode;
LTNode* BuyListNode(ListDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->prev = NULL;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}
void ListInit(LTNode** pphead)//初始化
{
	*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	*pphead = BuyListNode(-1);
	(*pphead)->next = *pphead;
	(*pphead)->prev = *pphead;
}
//LTNode* ListInit()//初始化
//{
//	LTNode* phead = BuyListNode(-1);//初始化時將頭結(jié)點置為-1;
//	phead->next = phead;
//	phead->prev = phead;
//	return phead;
//}

void ListPrint(LTNode* phead)//打印
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}
void ListPushBack(LTNode* phead, ListDataType x)//尾插
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	LTNode* tail = phead->prev;
	newnode->next = tail->next;
	phead->prev = newnode;
	newnode->prev = tail;
	tail->next = newnode;
	//ListInsert(phead, x);
}
void ListPopBack(LTNode* phead)//尾刪
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	LTNode* prevnode = phead->prev;
	prevnode->prev->next = phead;
	phead->prev = prevnode->prev;
	free(prevnode);
	//ListErase(phead->prev);
}
void ListPushFront(LTNode* phead, ListDataType x)//頭插
{
	assert(phead);
	LTNode* tail = phead->next;
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	tail->prev = newnode;
	newnode->next = tail;
	newnode->prev = phead;
	phead->next = newnode;
	//ListInsert(phead->next,x);
}
void ListPopFront(LTNode* phead)//頭刪
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	LTNode* tail = phead->next;
	phead->next = tail->next;
	tail->next->prev = phead;
	//ListErase(phead->next);
}
LTNode* ListFind(LTNode* phead, ListDataType x)//找某個數(shù)返回其指針
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}
void ListInsert(LTNode* pos, ListDataType x)//在pos之前插入
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	LTNode* tail = pos->prev;
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}
void ListErase(LTNode* pos)//刪除pos位置
{
	assert(pos);
	LTNode* prevnode = pos->prev;
	LTNode* nextnode = pos->next;
	free(pos);
	prevnode->next = nextnode;
	nextnode->prev = prevnode;
	/*pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;
	free(pos);*/
}
bool ListEmpty(LTNode* phead)//判斷是否為空,如果是空，返回true
{
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}
size_t ListSize(LTNode* phead)//計算鏈表中有效值的個數(shù)
{
	assert(phead);
	size_t size = 0;
	LTNode* tail = phead->next;
	while (tail != phead)
	{
		size++;
		tail = tail->next;
	}
	return size;
}
void ListDestroy(LTNode* phead)//銷毀鏈表 
{
	assert(phead);
	LTNode* tail = phead->next;
	while (tail != phead)
	{
		LTNode* nextnode = tail->next;
		free(tail);
		tail = nextnode;
	}
	free(phead);
}
void TestList()
{
	//LTNode* plist = ListInit(&plist);
	LTNode* plist = NULL;
	ListInit(&plist);
	ListPushBack(plist, 100);
	ListPushBack(plist, 200);
	ListPushBack(plist, 300);
	ListPushBack(plist, 400);
	ListPushBack(plist, 500);
	ListPopBack(plist);
	ListPopBack(plist);
	ListPopBack(plist);
	ListPrint(plist);
	ListPushFront(plist, 1000);
	ListPushFront(plist, 2000);
	ListPushFront(plist, 3000);
	ListPopFront(plist);
	ListPopFront(plist);
	ListPrint(plist);
	LTNode* pos = ListFind(plist, 1000);
	if (pos != NULL)
	{
		ListInsert(pos, 500);
		ListErase(pos);
	}
	ListPrint(plist);
	if (!ListEmpty(plist))
		printf("%d\n", ListSize(plist));
}
int main()
{
	TestList();
	return 0;
}

以上就是C語言中帶頭雙向循環(huán)鏈表基本操作的實現(xiàn)詳解的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于C語言 帶頭雙向循環(huán)鏈表的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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