作者：解学武

双向链表基本操作（C语言详解）

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：

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：

temp->next=head; head->prior=temp;
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：

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：

新节点先与其直接后继节点建立双层逻辑关系；
新节点的直接前驱节点与之建立双层逻辑关系；

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）：

找到双链表中最后一个节点；
让新节点与最后一个节点进行双层逻辑关系；

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：

Line* insertLine(Line* head, int data, int add) {
    //新建数据域为data的结点
    Line* temp = (Line*)malloc(sizeof(Line));
    temp->data = data;
    temp->prior = NULL;
    temp->next = NULL;
    //插入到链表头，要特殊考虑
    if (add == 1) {
        temp->next = head;
        head->prior = temp;
        head = temp;
    }
    else {
        int i;
        Line* body = head;
        //找到要插入位置的前一个结点
        for (i = 1; i < add - 1; i++) {
            body = body->next;
            //只要 body 不存在，表明插入位置输入错误
            if (!body) {
                printf("插入位置有误！\n");
                return head;
            }
        }
        //判断条件为真，说明插入位置为链表尾，实现第 2 种情况
        if (body && (body->next == NULL)) {
            body->next = temp;
            temp->prior = body;
        }
        else {
            //第 2 种情况的具体实现
            body->next->prior = temp;
            temp->next = body->next;
            body->next = temp;
            temp->prior = body;
        }
    }
    return head;
}

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：

新建一个指针指向表头结点；
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；
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：

图 6 删除表中结点

删除表中结点的实现过程是：

找到目标结点，新建一个指针指向改结点；
将目标结点从链表上摘除；
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：

找到表尾结点，新建一个指针指向该结点；
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；
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：

//删除结点的函数，data为要删除结点的数据域的值
Line* delLine(Line* head, int data) {
    Line* temp = head;
    while (temp) {
        if (temp->data == data) {
            //删除表头结点
            if (temp->prior == NULL) {
                head = head->next;
                if (head) {
                    head->prior = NULL;
                    temp->next = NULL;
                }
                free(temp);
                return head;
            }
            //删除表中结点
            if (temp->prior && temp->next) {
                temp->next->prior = temp->prior;
                temp->prior->next = temp->next;
                free(temp);
                return head;
            }
            //删除表尾结点
            if (temp->next == NULL) {
                temp->prior->next = NULL;
                temp->prior = NULL;
                free(temp);
                return head;
            }
        }
        temp = temp->next;
    }
    printf("表中没有目标元素，删除失败\n");
    return head;
}

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：

//head为原双链表，elem表示被查找元素
int selectElem(line * head,int elem){
//新建一个指针t，初始化为头指针 head
    line * t=head;
    int i=1;
    while (t) {
        if (t->data==elem) {
            return i;
        }
        i++;
        t=t->next;
    }
    //程序执行至此处，表示查找失败
    return -1;
}

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：

//更新函数，其中，add 表示要修改的元素，newElem 为新数据的值
void amendElem(Line* p, int oldElem, int newElem) {
    Line* temp = p;
    int find = 0;
    //找到要修改的目标结点
    while (temp)
    {
        if (temp->data == oldElem) {
            find = 1;
            break;
        }
        temp = temp->next;
    }
    //成功找到，则进行更改操作
    if (find == 1) {
        temp->data = newElem;
        return;
    }
    //查找失败，输出提示信息
    printf("链表中未找到目标元素，更改失败\n");
}

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：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct line {
    struct line* prior; //指向直接前趋
    int data;
    struct line* next; //指向直接后继
}Line;

Line* initLine(Line* head) {
    int i;
    Line* list = NULL;
    head = (Line*)malloc(sizeof(Line));//创建链表第一个结点（首元结点）
    head->prior = NULL;
    head->next = NULL;
    head->data = 1;
    list = head;
    for (i = 2; i <= 5; i++) {
        //创建并初始化一个新结点
        Line* body = (Line*)malloc(sizeof(Line));
        body->prior = NULL;
        body->next = NULL;
        body->data = i;
        //直接前趋结点的next指针指向新结点
        list->next = body;
        //新结点指向直接前趋结点
        body->prior = list;
        list = list->next;
    }
    return head;
}

void display(Line* head) {
    Line* temp = head;
    while (temp) {
        //如果该节点无后继节点，说明此节点是链表的最后一个节点
        if (temp->next == NULL) {
            printf("%d\n", temp->data);
        }
        else {
            printf("%d <-> ", temp->data);
        }
        temp = temp->next;
    }
}

//删除结点的函数，data为要删除结点的数据域的值
Line* delLine(Line* head, int data) {
    Line* temp = head;
    while (temp) {
        if (temp->data == data) {
            //删除表头结点
            if (temp->prior == NULL) {
                head = head->next;
                if (head) {
                    head->prior = NULL;
                    temp->next = NULL;
                }
                free(temp);
                return head;
            }
            //删除表中结点
            if (temp->prior && temp->next) {
                temp->next->prior = temp->prior;
                temp->prior->next = temp->next;
                free(temp);
                return head;
            }
            //删除表尾结点
            if (temp->next == NULL) {
                temp->prior->next = NULL;
                temp->prior = NULL;
                free(temp);
                return head;
            }
        }
        temp = temp->next;
    }
    printf("表中没有目标元素，删除失败\n");
    return head;
}

//head为原双链表，elem表示被查找元素
int selectElem(Line* head, int elem) {
    //新建一个指针t，初始化为头指针 head
    Line* t = head;
    int i = 1;
    while (t) {
        if (t->data == elem) {
            return i;
        }
        i++;
        t = t->next;
    }
    //程序执行至此处，表示查找失败
    return -1;
}

//更新函数，其中，add 表示要修改的元素，newElem 为新数据的值
void amendElem(Line* p, int oldElem, int newElem) {
    Line* temp = p;
    int find = 0;
    //找到要修改的目标结点
    while (temp)
    {
        if (temp->data == oldElem) {
            find = 1;
            break;
        }
        temp = temp->next;
    }
    //成功找到，则进行更改操作
    if (find == 1) {
        temp->data = newElem;
        return;
    }
    //查找失败，输出提示信息
    printf("链表中未找到目标元素，更改失败\n");
}
//释放链表中结点占用的内存空间
void free_line(Line* head) {
    Line* temp = head;
    while (temp) {
        head = head->next;
        free(temp);
        temp = head;
    }
}

int main()
{
    //创建一个头指针
    Line* head = NULL;
    //调用链表创建函数
    head = initLine(head);
    printf("创建好的双向链表为:\n");
    display(head);

    printf("删除元素 2:\n");
    head = delLine(head, 2);
    display(head);

    printf("元素 3 的位置是：%d\n", selectElem(head, 3));
  
    printf("表中的元素 3 改为 6:\n");
    amendElem(head, 3, 6);
    display(head);

    free_line(head);
    return 0;
}

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

双向链表是什么双向链表实现贪吃蛇游戏（含源码）

添加管理员微信
免费领视频教程加管理员微信免费领视频教程
微信ID：xiexuewu333