在C语言中实现一个双向链表,并说明其逻辑结构、存储结构以及相关操作的时间复杂度。
时间: 2024-11-26 10:18:01 浏览: 33
双向链表是一种非线性数据结构,其逻辑结构允许在任意位置进行插入和删除操作。在C语言中实现双向链表时,我们通常会定义一个结构体来表示链表中的节点,每个节点包含数据域和两个指针域,分别指向前一个和后一个节点。逻辑上,双向链表通过节点间的指针相互连接,形成一个可以从两个方向遍历的链式结构。存储上,它使用动态分配的内存块,由结构体指针数组实现。
参考资源链接:[严蔚敏《数据结构C语言版》课后习题答案解析](https://wenku.csdn.net/doc/5v1278o9uq?spm=1055.2569.3001.10343)
具体实现步骤如下:
1. 定义节点结构体,包含数据域和指针域:
```c
typedef struct DNode {
ElementType data; // 数据域
struct DNode *prior, *next; // 指针域,分别指向前一个和后一个节点
} DNode, *DLinkedList;
```
2. 初始化链表:
```c
void InitList(DLinkedList *L) {
*L = (DLinkedList)malloc(sizeof(DNode));
if (*L == NULL) exit(OVERFLOW); // 分配失败
(*L)->prior = (*L)->next = *L; // 循环链表
}
```
3. 在链表中插入节点,例如在链表头部插入:
```c
void Insert(DLinkedList L, ElementType e, int position) {
DNode *p = (DNode*)malloc(sizeof(DNode));
p->data = e;
if (position == 1) {
p->next = L->next;
p->prior = L;
L->next->prior = p;
L->next = p;
} else {
// 寻找第position-1个节点
DNode *q = L;
for (int i = 1; i < position && q != L; i++)
q = q->next;
if (q != L) {
p->next = q->next;
p->prior = q;
q->next->prior = p;
q->next = p;
} else free(p);
}
}
```
4. 删除节点:
```c
void Delete(DLinkedList L, int position) {
DNode *p = L;
for (int i = 1; i < position && p->next != L; i++)
p = p->next;
if (p->next != L) {
DNode *q = p->next;
p->next = q->next;
q->next->prior = p;
free(q);
}
}
```
在上述操作中,插入和删除操作的时间复杂度通常为O(1),因为它们涉及到的操作只限于链表头部或尾部。当然,如果操作的是链表中间的节点,则需要遍历链表找到特定位置,此时的时间复杂度为O(n),其中n是链表中节点的数量。
通过这种方式,你可以深入理解双向链表的逻辑和存储结构,并掌握其操作的时间复杂度。如果需要更多关于数据结构和C语言实现的细节,推荐参考《严蔚敏《数据结构C语言版》课后习题答案解析》。这本书不仅提供了理论知识,还有详细的例题和答案,帮助你更好地学习和应用数据结构的基础知识。
参考资源链接:[严蔚敏《数据结构C语言版》课后习题答案解析](https://wenku.csdn.net/doc/5v1278o9uq?spm=1055.2569.3001.10343)
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