【数据结构】双向链表表示和实现

 数据结构 双向链表表示和实现

参考代码如下：

/*
名称：双向链表表示和实现
编译环境：VC++6.0
日期： 2014-3-27
*/
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>

typedef int ElemType;

// 线性表的双向链表存储结构
typedef struct DuLNode
{
ElemType data; //数据域
struct DuLNode *prior,*next; //前驱后继指针
}DuLNode,*DuLinkList;

// 产生空的双向循环链表L
int InitList(DuLinkList *L)
{
*L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); // *L指向头结点
if(*L)
{
// 将头结点的前驱后继都指向头结点，这样构成了一个空表
(*L)->next=(*L)->prior=*L;

return 1;
}
else
return 0;
}

// 销毁双向循环链表L
int DestroyList(DuLinkList *L)
{
DuLinkList q,p=(*L)->next; // p指向第一个结点
while(p!=*L) // p没到表头
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
free(*L);
*L=NULL;
return 1;
}

// 将L重置为空表
int ClearList(DuLinkList L)
{
DuLinkList q,p=L->next; // p指向第一个结点
while(p!=L) // p没到表头
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
L->next=L->prior=L; // 头结点的两个指针域均指向自身，构成空表
return 1;
}

// 若L为空表（空表就是头结点的前驱后继都指向头结点），则返回1，否则返回0
int ListEmpty(DuLinkList L)
{
if(L->next==L&&L->prior==L)
return 1;
else
return 0;
}

// 返回L中数据元素个数
int ListLength(DuLinkList L)
{
int i=0;
DuLinkList p=L->next; // p指向第一个结点
while(p!=L) // p没到表头
{
i++;
p=p->next;
}
return i;
}

// 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回1,否则返回0
int GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{
int j=1; // j为计数器
DuLinkList p=L->next; // p指向第一个结点
while(p!=L&&j<i) // 顺指针向后查找,直到p指向第i个元素或p指向头结点
{
p=p->next;
j++;
}
if(p==L||j>i) // 第i个元素不存在
return 0;
*e=p->data; // 取第i个元素
return 1;
}
// 返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。
// 若这样的数据元素不存在，则返回值为0
int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,int(*compare)(ElemType,ElemType))
{
int i=0;
DuLinkList p=L->next; // p指向第1个元素
while(p!=L)
{
i++;
if(compare(p->data,e)) // 找到这样的数据元素
return i;
p=p->next;
}
return 0;
}

// 若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱
int PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)
{
DuLinkList p=L->next->next; // p指向第2个元素
while(p!=L) // p没到表头
{
if(p->data==cur_e)
{
*pre_e=p->prior->data;
return 1;
}
p=p->next;
}
return 0;
}

// 若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继
int NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)
{
DuLinkList p=L->next->next; // p指向第2个元素
while(p!=L) // p没到表头
{
if(p->prior->data==cur_e)
{
*next_e=p->data;
return 1;
}
p=p->next;
}
return 0;
}

// 在双向链表L中返回第i个元素的位置指针(算法2.18、2.19要调用的函数)
DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i)
{
int j;
DuLinkList p=L;
for(j=1;j<=i;j++)
p=p->next;
return p;
}

// 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e，
// i的合法值为1≤i≤表长+1
int ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e)
{
DuLinkList p,s;
if(i<1||i>ListLength(L)+1) // i值不合法
return 0;
p=GetElemP(L,i-1); // 在L中确定第i-1个元素的位置指针p
if(!p) // p=NULL,即第i-1个元素不存在
return 0;
s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
if(!s)
return 0;
s->data=e; // 在第i-1个元素之后插入
s->prior=p;
s->next=p->next;
p->next->prior=s;
p->next=s;
return 1;
}

// 删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素,i的合法值为1≤i≤表长+1
int ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{
DuLinkList p;
if(i<1||i>ListLength(L)) // i值不合法
return 0;
p=GetElemP(L,i); // 在L中确定第i个元素的位置指针p
if(!p) // p=NULL,即第i个元素不存在
return 0;
*e=p->data;
p->prior->next=p->next;
p->next->prior=p->prior;
free(p);
return 1;
}

// 由双链循环线性表L的头结点出发,正序对每个数据元素调用函数visit()
void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{
DuLinkList p=L->next; // p指向头结点
while(p!=L)
{
visit(p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}

// 由双链循环线性表L的头结点出发,逆序对每个数据元素调用函数visit()
void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{
DuLinkList p=L->prior; // p指向尾结点
while(p!=L)
{
visit(p->data);
p=p->prior;
}
printf("\n");
}

// 数据元素判定函数(判定相等)
int compare(ElemType c1,ElemType c2)
{
if(c1==c2)
return 1;
else
return 0;
}

void vd(ElemType c) // ListTraverse()调用的函数(类型一致)
{
printf("%d ",c);
}

int main()
{
DuLinkList L;
int i,n;
int j;
ElemType e;

InitList(&L);
for(i=1;i<=5;i++)
ListInsert(L,i,i); // 在第i个结点之前插入i
printf("正序输出链表：");
ListTraverse(L,vd); // 正序输出
printf("逆序输出链表：");
ListTraverseBack(L,vd); // 逆序输出

n=2;
ListDelete(L,n,&e); // 删除并释放第n个结点
printf("删除第%d个结点，值为%d，其余结点为：",n,e);
ListTraverse(L,vd); // 正序输出

printf("链表的元素个数为%d\n",ListLength(L));
printf("链表是否空：%d(1:是 0:否)\n",ListEmpty(L));
ClearList(L); // 清空链表
printf("清空后，链表是否空：%d(1:是 0:否)\n",ListEmpty(L));

for(i=1;i<=5;i++)
ListInsert(L,i,i); // 重新插入5个结点
ListTraverse(L,vd); // 正序输出

n=3;
j=GetElem(L,n,&e); // 将链表的第n个元素赋值给e
if(j)
printf("链表的第%d个元素值为%d\n",n,e);
else
printf("不存在第%d个元素\n",n);

n=4;
i=LocateElem(L,n,compare);
if(i)
printf("等于%d的元素是第%d个\n",n,i);
else
printf("没有等于%d的元素\n",n);

j=PriorElem(L,n,&e);
if(j)
printf("%d的前驱是%d\n",n,e);
else
printf("不存在%d的前驱\n",n);

j=NextElem(L,n,&e);
if(j)
printf("%d的后继是%d\n",n,e);
else
printf("不存在%d的后继\n",n);

DestroyList(&L);

system("pause");
return 0;
}
/*
输出效果：

正序输出链表：1 2 3 4 5
逆序输出链表：5 4 3 2 1
删除第2个结点，值为2，其余结点为：1 3 4 5
链表的元素个数为4
链表是否空：0(1:是 0:否)
清空后，链表是否空：1(1:是 0:否)
1 2 3 4 5
链表的第3个元素值为3
等于4的元素是第4个
4的前驱是3
4的后继是5
请按任意键继续. . .

*/


运行结果如下：