文章目录

一.引入
二. 双向链表的定义
三.双向链表与单链表对比
- 3.1图示对比
- 3.2代码对比
四.双向链表的操作
- 4.1双向链表的创建
- 4.2双向链表的插入
- 4.3双向链表的删除
- 4.4双向链表的销毁
五.总结
六.全部代码

一.引入

我们在单链表中，有了next指针，这个指针是用来指向下一个节点的，如果我们需要查找下一个结点的时间复杂度为o(1),如果我们需要查找上一个节点的时候，那么时间复杂度就变为o(n)了，需要从头进行遍历一遍；这时我们就会想：如果可以向前查找就方便了许多，因此我们引入了双向链表。

二. 双向链表的定义

双向链表：是在单链表的每个节点中，再设置一个指向前驱结点的指针域。

顾名思义就是链表由单向的变成了双向的，每一个节点由原来的一个指针变为两个指针，一个用来指向直接后继，另一个用来指向直接前驱。

三.双向链表与单链表对比

通过对比可以更好认识二者的联系与区别。

3.1图示对比

单链表：

双向链表：

3.2代码对比

单链表代码如下：

typedef struct Node{ //定义单链表结点类型int data; //数据域，可以是别的各种数据类型struct Node *next; //指针域
}LNode, *LinkList;

双向链表代码如下：

typedef struct DulNode{int data;         //  数据域struct DulNode *prior;       //  向前的指针struct DulNode *next;      //  向后的指针
}DulNode,*DuLinkList;

四.双向链表的操作

双向链表是单链表中扩展出来的结构，所以有很多的操作是和单链表相同的，如求长度，查找元素，获取一个元素，这里我们对双向链表进行创建，插入，删除，销毁的一系列操作。

4.1双向链表的创建

双向链表在初始化时，要给首尾两个节点分配内存空间。成功分配后，需要将首节点的prior指针和尾节点的next指针都指向NULL，这是十分关键的一步，因为这是之后用来判断空表的条件。并且当链表为空时，要将首节点的next指向尾节点，尾节点的prior指向首节点。

pElem CreatList(){pElem head = (pElem)malloc( sizeof(eElem) );assert( head != NULL );      //进行断言head->next = head->prior = NULL；//初始化链表指针置空return head;
}

4.2双向链表的插入

双向链表的插入其实并不复杂，只是在原有单链表的基础上多了连接一个向前的指针而已。但是需要注意的是操作的顺序很重要，不可以写反了。
以下面这个为例，假设存储元素e的结点为s，要实现将结点s插入到结点p和p->next之间

核心代码就只有以下四行：

s->prior=p; //把p赋值给s的前驱
s->next=p->next;// 把p->next赋值给s的后继
p->next->prior=s;// 把s赋值给p->next的前驱
p->next=s;   //把s赋值给p的后继

切记顺序不可以记错在写代码的时候可以将操作步骤画出来，理清实施步骤的顺序。

4.3双向链表的删除

如果将插入操作的原理理解后，那么删除就很好理解了。
删除只需要两个步骤：

核心代码只有三行：

p->prior->next=p->next; //把p->next赋值给p->prior的后继
p->next->prior=p->prior;//把p->prior赋值给p->next的前驱
free(p); //释放结点

4.4双向链表的销毁

销毁一个双向链表的操作同单链表的相似。指针不断向后运动，每运动一个结点，释放上一个结点。

代码如下：

void DestroyList( pElem head ){pElem tmp;while( head->next != NULL ){tmp = head;        //  指针不断后移head = head->next;free(tmp);}free(head);
}

五.总结

双向链表相比于单链表来说，是更复杂一些的，毕竟多了一个prior指针，对于插入和删除需要特别注意这两种操作的核心思想以及操作顺序。另外双向链表，带来了方便，可以有效提高算法的时间性能。

六.全部代码

这里引用一位大佬写的代码，将头插法和尾插法创建表都写了，写的很细节，很清楚大家可以参考一下。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef int status;
typedef int elemtype;
typedef struct node{elemtype data;struct node * next;struct node * prior;
}node;
typedef struct node* dlinklist;status visit(elemtype c){printf("%d ",c);
}/*双向链表初始化*/
status initdlinklist(dlinklist * head,dlinklist * tail){(*head)=(dlinklist)malloc(sizeof(node));(*tail)=(dlinklist)malloc(sizeof(node));if(!(*head)||!(*tail))return ERROR;/*这一步很关键*/ (*head)->prior=NULL;(*tail)->next=NULL;/*链表为空时让头指向尾*/(*head)->next=(*tail);(*tail)->prior=(*head);
}/*判定是否为空*/
status emptylinklist(dlinklist head,dlinklist tail){if(head->next==tail)return TRUE;elsereturn FALSE;
} /*尾插法创建链表*/
status createdlinklisttail(dlinklist head,dlinklist tail,elemtype data){dlinklist pmove=tail,pinsert;pinsert=(dlinklist)malloc(sizeof(node));if(!pinsert)return ERROR;pinsert->data=data;pinsert->next=NULL;pinsert->prior=NULL;tail->prior->next=pinsert;pinsert->prior=tail->prior;pinsert->next=tail;tail->prior=pinsert;
} /*头插法创建链表*/
status createdlinklisthead(dlinklist head,dlinklist tail,elemtype data){dlinklist pmove=head,qmove=tail,pinsert;pinsert=(dlinklist)malloc(sizeof(node));if(!pinsert)return ERROR;else{pinsert->data=data;pinsert->prior=pmove;pinsert->next=pmove->next;pmove->next->prior=pinsert;pmove->next=pinsert;}
}/*正序打印链表*/
status traverselist(dlinklist head,dlinklist tail){/*dlinklist pmove=head->next;while(pmove!=tail){printf("%d ",pmove->data);pmove=pmove->next;}printf("\n");return OK;*/dlinklist pmove=head->next;while(pmove!=tail){visit(pmove->data);pmove=pmove->next;}printf("\n");
}/*返回第一个值为data的元素的位序*/
status locateelem(dlinklist head,dlinklist tail,elemtype data){dlinklist pmove=head->next;int pos=1;while(pmove&&pmove->data!=data){pmove=pmove->next;pos++;}return pos;
}/*返回表长*/
status listlength(dlinklist head,dlinklist tail){dlinklist pmove=head->next;int length=0;while(pmove!=tail){pmove=pmove->next;length++;}return length;
}/*逆序打印链表*/
status inverse(dlinklist head,dlinklist tail){dlinklist pmove=tail->prior;while(pmove!=head){visit(pmove->data);pmove=pmove->prior;}printf("\n");
}/*删除链表中第pos个位置的元素，并用data返回*/
status deleteelem(dlinklist head,dlinklist tail,int pos,elemtype *data){int i=1;dlinklist pmove=head->next;while(pmove&&i<pos){pmove=pmove->next;i++;}if(!pmove||i>pos){printf("输入数据非法\n");return ERROR;}else{*data=pmove->data;pmove->next->prior=pmove->prior;pmove->prior->next=pmove->next;free(pmove);}
}/*在链表尾插入元素*/
status inserttail(dlinklist head,dlinklist tail,elemtype data){dlinklist pinsert;pinsert=(dlinklist)malloc(sizeof(node));pinsert->data=data;pinsert->next=NULL;pinsert->prior=NULL;tail->prior->next=pinsert;pinsert->prior=tail->prior;pinsert->next=tail;tail->prior=pinsert;return OK;
}
int main(void){dlinklist head,tail;int i=0;elemtype data=0;initdlinklist(&head,&tail);if(emptylinklist(head,tail))printf("链表为空\n");elseprintf("链表不为空\n");printf("头插法创建链表\n"); for(i=0;i<10;i++){createdlinklisthead(head,tail,i);}traverselist(head,tail);for(i=0;i<10;i++){printf("表中值为%d的元素的位置为",i); printf("%d位\n",locateelem(head,tail,i));}printf("表长为%d\n",listlength(head,tail));printf("逆序打印链表");inverse(head,tail);for(i=0;i<10;i++){deleteelem(head,tail,1,&data);printf("被删除的元素为%d\n",data);}traverselist(head,tail);if(emptylinklist(head,tail))printf("链表为空\n");elseprintf("链表不为空\n");printf("尾插法创建链表\n");for(i=0;i<10;i++){//inserttail(head,tail,i);createdlinklisttail(head,tail,i);}traverselist(head,tail);printf("逆序打印链表");inverse(head,tail);
}

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