一、双向链表的介绍
一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个链接：一个指向前一个节点，当此节点为第一个节点时，指向空值；而另一个指向下一个节点，当此节点为最后一个节点时，指向空值。
上图是双向链表的结构图，即通过上一个节点可以找到下一个，通过下一个也可以找到上一个节点。
二、双向链表插入和删除的图解
1、插入图解
2、删除图解
三、双向链表的python代码实现
# 1、创建节点
class Node(object):
# 初始化方法
def __init__(self, item):
self.item= item
self.next = None
self.prev = None # 2、创建循环链表
class DoubleLinKList(object):
# 初始化方法
def __init__(self):
self._head = None # 3、判断是否为空
def is_empty(self):
"""判断链表是否为空"""
return self._head == None # 4、求其长度
def length(self):
"""返回链表的长度"""
cur = self._head
count = 0
while cur != None:
count += 1
cur = cur.next
return count # 遍历
def travel(self):
"""遍历链表"""
print("你要遍历的链表元素有：",end=" ")
cur = self._head
while cur != None:
print("%s "%cur.item,end=" ")
cur = cur.next
print("") # 5、头插
def add(self, item):
"""头部插入元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
# 如果是空链表，将_head指向node
self._head = node
else:
# 将node的next指向_head的头节点
node.next = self._head
# 将_head的头节点的prev指向node
self._head.prev = node
# 将_head 指向node
self._head = node # 6、尾插
def append(self, item):
"""尾部插入元素"""
node = Node(item)
if self.is_empty():
# 如果是空链表，将_head指向node
self._head = node
else:
# 移动到链表尾部
cur = self._head
while cur.next != None:
cur = cur.next
# 将尾节点cur的next指向node
cur.next = node
# 将node的prev指向cur
node.prev = cur # 7、查找
def search(self, item):
"""查找元素是否存在"""
cur = self._head
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
cur = cur.next
return False # 8、指定位置插入
def insert(self, pos, item):
"""在指定位置添加节点"""
if pos <= 0 or pos>self.length()+1 :
print("你输入的位置有误，请重新输入")
elif pos == 1:
self.add(item)
elif pos == self.length()+1:
self.append(item)
else:
node = Node(item)
cur = self._head
count = 1
# 移动到指定位置的前一个位置
while count < (pos - 1):
count += 1
cur = cur.next
# 将node的prev指向cur
node.prev = cur
# 将node的next指向cur的下一个节点
node.next = cur.next
# 将cur的下一个节点的prev指向node
cur.next.prev = node
# 将cur的next指向node
cur.next = node # 9、删除
def remove(self, item):
"""删除元素"""
if self.is_empty():
return
else:
cur = self._head
if cur.item == item:
# 如果首节点的元素即是要删除的元素
if cur.next == None:
# 如果链表只有这一个节点
self._head = None
else:
# 将第二个节点的prev设置为None
cur.next.prev = None
# 将_head指向第二个节点
self._head = cur.next
return
while cur != None:
if cur.item == item:
# 将cur的前一个节点的next指向cur的后一个节点
cur.prev.next = cur.next
# 将cur的后一个节点的prev指向cur的前一个节点
cur.next.prev = cur.prev
break
cur = cur.next # 验证
if __name__ == '__main__': double_link = DoubleLinKList()
# 头插
double_link.add(1)
# 遍历
double_link.travel()
# 尾插
double_link.append(2)
double_link.travel()
# 按照索引插入
double_link.insert(3,4)
double_link.travel() double_link.insert(3,3)
double_link.travel()
# 删除
double_link.remove(3)
double_link.travel()
运行结果为：
你要遍历的链表元素有： 1
你要遍历的链表元素有： 1 2
你要遍历的链表元素有： 1 2 4
你要遍历的链表元素有： 1 2 3 4
你要遍历的链表元素有： 1 2 4
四、双向链表的C语言代码实现
// main.m
// 双向链表
// Created by 侯垒 on 2019/6/28.
// Copyright © 2019 可爱的侯老师. All rights reserved. #import <Foundation/Foundation.h>
typedef struct N
{
int element;
struct N *next;
struct N *prev;
}Node; // 创建节点
Node *createNode(int num)
{
Node *node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
node->element = num;
node->next = NULL;
node->prev = NULL;
return node;
} // 创建双向链表
Node *createDoubleLinkList(Node *node)
{
Node *head = node;
return head;
} // 判断是否为空
int is_empty(Node *head)
{
if (head == NULL)
{
return ;
}
else
{
return ;
}
} // 求其长度
int length(Node *head)
{
Node *current = head;
int count = ;
while (current != NULL)
{
count++;
current = current->next;
}
return count;
} // 遍历
void travel(Node *head)
{
printf("你要遍历的数据有：");
Node *current = head;
while (current != NULL)
{
printf("%d ",current->element);
current = current->next;
}
printf("\n");
} // 头插
Node * add(Node *head,int num)
{
Node *node = createNode(num);
if (is_empty(head)==)
{
head = node;
}
else
{
node->next = head;
head->prev = node;
head = node;
}
return head;
} // 尾插
Node* append(Node *head,int num)
{
Node *node = createNode(num);
if (is_empty(head)==)
{
head = node;
}
else
{
Node *current = head;
while (current->next != NULL)
{
current = current->next;
}
current->next = node;
node->prev = current;
}
return head;
} // 查找
int search(Node *head,int num)
{
Node *current = head;
for (int i=; i<length(head); i++)
{
if (current->element == num)
{
return i+;
}
current = current->next;
}
return ;
} // 按指定位置插入
Node * insert(Node *head ,int index,int num)
{
if (index<=||index>length(head)+)
{
printf("你要插入的位置不对，请重新插入");
}
else if (index == )
{
head = add(head, num);
}
else if (index == length(head)+)
{
append(head, num);
}
else
{
Node *node = createNode(num);
Node *current = head;
for (int i=; i<index-; i++)
{
current = current->next;
}
node->prev = current;
node->next = current->next;
current->next->prev = node;
current->next = node;
}
return head;
} // 删除元素
Node * removeNode(Node *head,int num)
{
if (is_empty(head)==)
{
printf("你要删除的链表为空");
}
else
{
Node *current = head;
//处理头结点就是要删除的节点
if (current->element == num)
{
if (current->next == NULL)
{
// 只有首节点这一个元素
head = NULL;
}
else
{
// 要删除的是首节点，但是后面还有元素
current->next->prev = NULL;
head = current->next;
}
}
else
{
while (current!=NULL)
{
if (current->element == num)
{
current->prev->next = current->next;
current->next->prev = current->prev;
break;
}
current = current->next;
}
}
}
return head;
} int main(int argc, const char * argv[]) { // 创建节点
Node *node = createNode();
// 创建链表
Node *head = createDoubleLinkList(node);
// 验证遍历
travel(head);
// 验证头插
head = add(head, );
travel(head);
// 验证尾插
head = append(head, );
travel(head); // 验证查找
int index = search(head, );
if (index != )
{
printf("你要查找的数据在%d位置\n",index);
}
else
{
printf("没有找到你要的数据\n");
} //验证按指定位置插入
head = insert(head, , );
travel(head); //验证删除
head = removeNode(head, );
travel(head);
return ;
}
运行结果为：
你要遍历的数据有：
你要遍历的数据有：
你要遍历的数据有：
你要查找的数据在2位置
你要遍历的数据有：
你要遍历的数据有：