双链表(Double Linked List)代码实现

双链表:

双向性:每个节点都包含两个指针,一个指向前一个节点(prev),一个指向后一个节点(next)。插入和删除操作比较灵活,时间复杂度为O(1)。但是随机访问的时间复杂度为O(n),需要从头节点或者尾节点开始顺序查找。适合于频繁进行插入和删除操作的场景

代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义链表节点结构
struct Node {
    int data;           // 数据域
    struct Node* prev;  // 指向前一个节点的指针
    struct Node* next;  // 指向下一个节点的指针
};

// 初始化双链表
void initDoubleList(struct Node** head) {
    *head = NULL;  // 将头指针置为空,表示链表为空
}

// 在双链表末尾添加节点
void appendDoubleNode(struct Node** head, int data) {
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->prev = NULL;
    newNode->next = NULL;

    if (*head == NULL) {
        *head = newNode;
    } else {
        struct Node* temp = *head;
        while (temp->next != NULL) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->next = newNode;
        newNode->prev = temp;
    }
}

// 在双链表指定位置插入节点
void insertDoubleNode(struct Node** head, int data, int position) {
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->prev = NULL;
    newNode->next = NULL;

    if (position == 0) {
        newNode->next = *head;
        if (*head != NULL) {
            (*head)->prev = newNode;
        }
        *head = newNode;
    } else {
        struct Node* temp = *head;
        int count = 0;
        while (temp != NULL && count < position - 1) {
            temp = temp->next;
            count++;
        }
        if (temp == NULL) {
            printf("Invalid position\n");
            return;
        }
        newNode->prev = temp;
        newNode->next = temp->next;
        if (temp->next != NULL) {
            temp->next->prev = newNode;
        }
        temp->next = newNode;
    }
}

// 删除双链表指定位置的节点
void deleteDoubleNode(struct Node** head, int position) {
    if (*head == NULL) {
        printf("List is empty\n");
        return;
    }

    struct Node* temp = *head;
    if (position == 0) {
        *head = temp->next;
        if (*head != NULL) {
            (*head)->prev = NULL;
        }
        free(temp);
    } else {
        int count = 0;
        while (temp != NULL && count < position) {
            temp = temp->next;
            count++;
        }
        if (temp == NULL) {
            printf("Invalid position\n");
            return;
        }
        temp->prev->next = temp->next;
        if (temp->next != NULL) {
            temp->next->prev = temp->prev;
        }
        free(temp);
    }
}

// 打印双链表
void printDoubleList(struct Node* head) {
    struct Node* temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

// 释放双链表内存
void freeDoubleList(struct Node* head) {
    struct Node* temp = head;
    while (temp != NULL) {
        struct Node* nextNode = temp->next;
        free(temp);
        temp = nextNode;
    }
}

int main() {
    struct Node* head;
    initDoubleList(&head);

    // 在双链表末尾添加节点
    appendDoubleNode(&head, 10);
    appendDoubleNode(&head, 20);
    appendDoubleNode(&head, 30);
    appendDoubleNode(&head, 40);

    // 打印双链表
    printf("Double List: ");
    printDoubleList(head);  // 输出: 10 20 30 40

    // 在双链表指定位置插入节点
    insertDoubleNode(&head, 25, 2);

    // 打印双链表
    printf("Double List after insertion: ");
    printDoubleList(head);  // 输出: 10 20 25 30 40

    // 删除双链表指定位置的节点
    deleteDoubleNode(&head, 3);

    // 打印双链表
    printf("Double List after deletion: ");
    printDoubleList(head);  // 输出: 10 20 25 40

    // 释放双链表内存
    freeDoubleList(head);

    return 0;
}

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