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双向链表(C语言)详解

2023-07-11 18:44:11 哔哩哔哩

目前我们所学到的链表,无论是动态链表还是静态链表,表中各个节点都只包含一个指针(游标),且都统一指向直接后继节点,这类链表又统称为单向链表或单链表。虽然单链表能 100% 存储逻辑关系为 "一对一" 的数据,但在解决某些实际问题时,单链表的执行效率并不高。例如,若实际问题中需要频繁地查找某个结点的前驱结点,使用单链表存储数据显然没有优势,因为单链表的强项是从前往后查找目标元素,不擅长从后往前查找元素。解决此类问题,可以建立双向链表(简称双链表)。


(相关资料图)

双向链表是什么

从名字上理解双向链表,即链表是 "双向" 的,如图 1 所示:

“双向”指的是各节点之间的逻辑关系是双向的,头指针通常只设置一个。

从图 1 中可以看到,双向链表中各节点包含以下 3 部分信息(如图 2 所示):

指针域:用于指向当前节点的直接前驱节点;

数据域:用于存储数据元素。

指针域:用于指向当前节点的直接后继节点;

因此,双链表的节点结构用 C 语言实现为:

双向链表的创建

同单链表相比,双链表仅是各节点多了一个用于指向直接前驱的指针域。因此,我们可以在单链表的基础轻松实现对双链表的创建。需要注意的是,与单链表不同,双链表创建过程中,每创建一个新节点都要与其前驱节点建立两次联系,分别是:

将新节点的 prior 指针指向直接前驱节点;

将直接前驱节点的 next 指针指向新节点;

这里给出创建双向链表的 C 语言实现代码:

我们可以尝试着在 main 函数中输出创建的双链表,C 语言代码如下:

程序运行结果:

1 <-> 2 <-> 3 <-> 4 <-> 5链表中第 4 个节点的直接前驱是:3