1 双向链表详解和实现

1.1 双向链表详解

双（向）链表中有两条方向不同的链，即每个结点中除next域存放后继结点地址外，还增加一个指向其直接前趋的指针域prior。双向链表在查找时更方便 特别是大量数据的遍历。

注意：

　①双链表由头指针head惟一确定的。

　②带头结点的双链表的某些运算变得方便。

　③将头结点和尾结点链接起来，为双（向）循环链表。

1.2 结构描述和插入删除操作

形式描述：

typedef struct dlistnode{

DataType data;（数据类型按自己要求更改）

struct dlistnode *prior,*next;

}DListNode;

typedef DListNode *DLinkList;

DLinkList head;

由于双链表的对称性，在双链表能能方便地完成各种插入、删除操作。

1.2.1 插入操作

注意箭头 没有直入框内 而是整体 代表指向的是整个结点包括 prior data next；

void DInsertBefore(DListNode *p,DataType x)

{//在带头结点的双链表中，将值为x的新结点插入*p之前，设p≠NULL

DListNode *s=malloc(sizeof(DListNode));//①（为链表结点动态分配内存）

s->data=x;//② （将数据X的值赋给s->data)

s->prior=p->prior;//③ (将结点p的前驱的值赋给s的前驱 使s的前驱指向原来p之前的结点)

s->next=p;//④ （使s的后驱指向p 经过2.3.4步结点s各个部分赋值完毕）

p->prior->next=s;//⑤ （原来p之前的结点的后驱指向s）

p->prior=s;//⑥ （使p的前驱指向s）

}

注意: 第⑤⑥步的顺序不能改变，因为第6步操作会影响第五步；

1.2.2 删除操作

双链表上删除结点*p自身的操作；

void DDeleteNode(DListNode *p)

{//在带头结点的双链表中，删除结点*p，设*p为非终端结点

p->prior->next=p->next;//① （使p的前一个结点的后驱直接指向 原来的p的后驱）

p->next->prior=p->prior;//② （使p的后一个结点的前驱 直接为原来p的前一个结点）

free(p);//③ （释放p的内存 这个很重要 特别是处理大量数据时）

}

注意：

　与单链表上的插入和删除操作不同的是，在双链表中插入和删除必须同时修改两个方向上的指针。

　上述两个算法的时间复杂度均为O(1)。

3.2.3 代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct DoubleLinkedList
{
    int data;
    struct DoubleLinkedList *pre;
    struct DoubleLinkedList *next;
}DlinkedList_Node;
//建立链表
DlinkedList_Node* createDLink()
{
    DlinkedList_Node *head,*p,*s;
    int x;
    head = (DlinkedList_Node*)malloc(sizeof(DlinkedList_Node));
    p = head;
    while(1)
    {
        printf("please input the data: \n");
        scanf("%d",&x);
        if(x != 65535)
        {
            s = (DlinkedList_Node*)malloc(sizeof(DlinkedList_Node));
            s ->data = x;
            s-> pre = p;
            p->next = s;
            p=s;
        }
        else
            {
                printf("\n数据输入结束\n");
                break;
            }
    }
    p->next = NULL;
    head = head ->next;
    head->pre = NULL;
    return head;
}

//顺序、反序打印链表

void printDLink(DlinkedList_Node *head)
{
    DlinkedList_Node *p,*s;
    p = head;
    printf("正序输出双向链表：\n");
    while(p)
    {
        printf("%d ",p->data);
        s = p;
        p = p->next;
    }
    printf("\n 逆序输出双向链表: \n");
    while(s)
    {
        printf("%d ",s->data);
        s = s->pre;
    }
    printf("\n \n");
}

//删除一个结点

DlinkedList_Node* deleteDlinkedList_Node(DlinkedList_Node *head,int i)
{
    DlinkedList_Node *p;
    p = head;
    if(p->data == i)
    {
        head = p->next;
        head->pre = NULL;
        free(p);
        return head;
    }
    while(p)
    {
        if(p->data == i)
        {
        p->pre->next = p->next;
        p->next->pre = p->pre;
        free(p);
        return head;
        }
        p = p->next;
    }
    printf("没有找到想要删除的数据\n");
    return head;
}

//插入一个结点

DlinkedList_Node* insertDlinkedList_Node(DlinkedList_Node *head,int i)
{
    DlinkedList_Node *p,*temp;
    p = head;
    temp = (DlinkedList_Node*)malloc(sizeof(DlinkedList_Node));
    temp ->data = i;
    if(i < p->data)//比头结点数据小，插入到链表头部
    {
        head = temp;
        head->next = p;//此处p为原来的head
        head->pre = NULL;
        p->pre = head;//此处p为原来的head
        return head;
    }
    while(p != NULL && i > p->data)//寻找合适的插入位置
    {
        p = p->next;
    }
    if(i < p->data)//在链表中间某处找到合适插入位置
    {
        temp ->next = p;
        temp ->pre = p->pre;
        p ->pre->next = temp;
        p ->pre = temp;
        return head;
    }
    else//没有找到合适的位置，只有将数据插入到链表尾部
    {
        p->next = temp;  //遍历到链表尾部，p==NULL
        temp ->pre = p;
        temp ->next = NULL;
        return head;
    }
}
int main()
{
    DlinkedList_Node *head;
    head = createDLink();
    printDLink(head);
    head = insertDlinkedList_Node(head,1012);
    head = deleteDlinkedList_Node(head,1991);
    printDLink(head);
}