双向链表插入、删除节点（详细

时间: 2024-09-29 11:13:22 浏览: 59

双向链表插入删除基本应用介绍

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在计算机科学中，双向链表是一种特殊的链式数据结构，它允许我们在列表中的任何位置高效地进行插入和删除操作。与单链表不同，双向链表的每个节点不仅包含指向下一个节点的指针，还包含一个指向前一个节点的指针。这使得我们可以从前向后或从后向前遍历链表。下面我们将详细讨论双向链表的基本概念、插入和删除操作。我们定义双向链表的节点结构。如下所示： ```cpp struct DNode { int data; // 存储数据的成员 struct DNode *next; // 指向下一个节点的指针 struct DNode *pre; // 指向前一个节点的指针 }; ``` 创建双向链表的过程与单链表类似，只是需要额外处理前向指针。以下是一个简单的创建双向链表的函数`Creat()`，它通过从标准输入读取数据并构建链表： ```cpp DNode *Creat() { DNode *head, *p, *s; // 创建头节点 head = (DNode *)malloc(sizeof(DNode)); p = head; // 从输入读取数据，构建链表 while (cin >> temp && temp) { s = (DNode *)malloc(sizeof(DNode)); s->data = temp; p->next = s; s->pre = p; p = s; } // 处理尾部的连接 head = head->next; p->next = NULL; head->pre = NULL; return (head); } ``` 插入操作在双向链表中相对复杂，因为我们需要维护前后两个方向的链接。以下的`Insert()`函数接受一个链表头指针和要插入的数据，然后在适当的位置插入新节点： ```cpp DNode *Insert(DNode *&head, int num) { DNode *p, *s; s = (DNode *)malloc(sizeof(DNode)); s->data = num; // 查找插入位置 while (NULL != p->next && num > p->data) { p = p->next; } // 根据位置插入新节点 if (num <= p->data) { if (NULL == p->pre) { // 插入到链表头部 s->next = head; head->pre = s; head = s; head->pre = NULL; } else { // 插入到中间或链表尾部 s->pre = p->pre; p->pre->next = s; s->next = p; p->pre = s; } } else { // 如果数据已存在，不做操作 p->next = s; s->pre = p; s->next = NULL; } return head; } ``` 删除操作同样需要考虑前后指针的更新。`Del()`函数接受链表头指针和要删除的数据，然后找到该数据并删除对应的节点： ```cpp DNode *Del(DNode *&head, int num) { DNode *p; p = head; // 查找待删除节点 while (NULL != p->next && num != p->data) { p = p->next; } // 如果找到，执行删除操作 if (num == p->data) { if (NULL == p->pre) { // 删除头节点 head = p->next; p->next->pre = head; free(p); } else if (NULL == p->next) { // 删除尾节点 p->pre->next = NULL; free(p); } else { // 删除中间节点 p->pre->next = p->next; p->next->pre = p->pre; free(p); } } else { // 数据未找到，给出提示 cout << num << " could not be found" << endl; } return head; } ``` 为了展示链表内容，我们提供一个`Display()`函数，用于打印链表的所有元素： ```cpp void Display(DNode *head) { DNode *p; p = head; while (NULL != p) { cout << (p->data) << " "; p = p->next; } cout << endl; } ``` 在实际使用中，我们通常会在主函数中调用这些函数，如创建、插入、删除和显示链表。以下是一个简单的主函数示例： ```cpp int main() { DNode *head; head = Creat(); Display(head); // 插入操作 #ifndef DEBUG cout << "Please input an num to insert:"; #endif int insert_num; while (cin >> insert_num && insert_num) { Insert(head, insert_num); Display(head); } // 删除操作 #ifndef DEBUG cout << "Please input an num to delete:"; #endif int del_num; while (cin >> del_num && del_num) { Del(head, del_num); Display(head); } return 0; } ``` 双向链表因其特性在很多场景下都十分有用，例如在需要高效地进行前向和后向遍历、插入和删除操作时。通过理解上述代码，您可以更好地掌握如何在实际编程中应用双向链表。

双向链表是一种特殊的线性数据结构，其中每个节点包含两个指针，一个指向前一个节点（称为“prev”），另一个指向后一个节点（称为“next”）。这种结构允许我们在链表的任意位置方便地插入和删除节点。 **插入节点**: 1. **在链表头部插入**: 新节点的`next`指针指向原头节点，然后将原头节点的`prev`指针指向新节点，最后设置新节点为新的头节点。 ```plaintext +-> (new_node) -> old_head -> ... ``` 2. **在链表尾部插入**: 找到当前尾节点，将它的`next`指针指向新节点，然后新节点的`prev`指针设为旧尾节点。 ```plaintext ... -> old_tail -> (new_node) ``` 3. **在指定位置插入**: 首先找到目标插入位置的前一个节点，然后将新节点的`next`指向目标节点，目标节点的`prev`指向新节点，接着更新插入点和插入点之后的所有节点的`prev`指针。 ```plaintext ... -> prev -> (new_node) -> target -> ... ``` **删除节点**: 1. **删除头节点**: 如果要删除的是头节点，只需改变当前链表的头指针，使其指向原来头节点的下一个节点，然后释放头节点。 ```plaintext old_head -> next -> ... ``` 2. **删除尾节点**: 类似于头节点，需要找到链表的倒数第二个节点，将其`next`指针设为空（或置为特殊值表示链表结束），然后释放尾节点。 ```plaintext ... -> prev -> null ``` 3. **删除任意位置的节点**: 找到要删除节点的前一个节点，更新其`next`指针为要删除节点的`next`，并释放要删除的节点。 ```plaintext ... -> prev -> next_node -> ... ```

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