（C语言版）链表（三）——实现双向链表创建、删除、插入、释放内存等简单操作

上午写了下单向循环链表的程序，今天下午我把双向链表的程序写完了。其实双向链表和单向链表也是有很多相似的地方的，听名字可以猜到，每个节点都包含两个指针，一个指针指向上一个节点，一个指针指向下一个节点。这里有两个特殊的地方，第一就是头节点的一个指针指向NULL空指针（没有前驱节点），第二就是尾节点的一个指针指向NULL指针（没有后继节点）。

我们可以看下双向链表的示意图（自己画的比较难看）：

所以，我们在编程序的时候，这两个指针的控制就是我们的难点，因为我们始终要让这个链表保持这样的链接不管是在创建的时候、插入的时候、删除的时候等，一定要让节点的两个指针指向正确的节点。下面我们来看下双向链表的代码。

DbLinkList.h  头文件——包含节点结构的定义和各种操作函数的声明。

 

#ifndef DOUBLY_LINKED_LIST_H  
#define DOUBLY_LINKED_LIST_H  
  
typedef struct Node  
{  
    int data;  
    struct Node *pNext;  
    struct Node *pPre;  
}NODE, *pNODE;  
  
//创建双向链表  
pNODE CreateDbLinkList(void);  
  
//打印链表  
void TraverseDbLinkList(pNODE pHead);  
  
//判断链表是否为空  
int IsEmptyDbLinkList(pNODE pHead);  
  
//计算链表长度  
int GetLengthDbLinkList(pNODE pHead);  
  
//向链表插入节点  
int InsertEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos, int data);  
  
//从链表删除节点  
int DeleteEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos);  
  
//删除整个链表，释放内存  
void FreeMemory(pNODE *ppHead);  
  
#endif  

 

DbLinkList.cpp 双向链表的源文件——包含了各种操作函数的定义。

 

（1）这部分是创建双向链表，和单向链表很相似，但是呢，有些地方还是得注意，就是每创建一个节点的时候都要注意初始化它的两个指针。

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include "DbLinkList.h"  
  
//创建双向链表  
pNODE CreateDbLinkList(void)  
{  
    int i, length = 0, data = 0;  
    pNODE pTail = NULL, p_new = NULL;  
    pNODE pHead = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  
    if (NULL == pHead)  
    {  
        printf("内存分配失败！\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
      
    pHead->data = 0;  
    pHead->pPre = NULL;  
    pHead->pNext = NULL;  
    pTail = pHead;  
  
    printf("请输入想要创建链表的长度：");  
    scanf("%d", &length);  
  
    for (i=1; i<length+1; i++)  
    {  
        p_new = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  
        if (NULL == p_new)  
        {  
            printf("内存分配失败！\n");  
            exit(EXIT_FAILURE);  
        }  
  
        printf("请输入第%d个元素的值：", i);  
        scanf("%d", &data);  
  
        p_new->data = data;  
        p_new->pNext = NULL;  
        p_new->pPre = pTail;  
        pTail->pNext = p_new;  
        pTail = p_new;  
    }  
  
    return pHead;  
}  

 

（2）这部分是获得双向链表的信息，这里和单向链表基本一致，因为遍历的时候只用到了一个指针。

 

 

//打印链表
void TraverseDbLinkList(pNODE pHead)
{
    pNODE pt = pHead->pNext;

    printf("打印链表如：");
    while (pt != NULL)
    {
        printf("%d ", pt->data);
        pt = pt->pNext;
    }
    putchar('\n');
}

//判断链表是否为空
int IsEmptyDbLinkList(pNODE pHead)
{
    pNODE pt = pHead->pNext;

    if (p == NULL)
        return 1;
    else
        return 0;
}

//计算链表的长度
int GetLengthDbLinkList(pNODE pHead)
{
    int length = 0;
    pNODE pt = pHead->pNext;

    while (pt != NULL)
    {
        length++;
        pt = pt->pNext;
    }
    return length;
}

（3）这部分是向双向链表插入节点，也跟单向链表很多相似的地方。我们先来看下插入节点时的示意图：

 

从图中可以看到，每次我们添加一个节点都有很多地方要调节的，也就是每个节点的那两个指针，一定要认真仔细自己动手写一遍，有可能有些细节就会出错。这里有一个地方需要注意，是和单向链表不同的地方，单向链表在插入节点的时候不需要判断最后一个节点是否为空，因为这不影响程序的结果，但是对于双向链表就不一样了，因为我们后面要用到最后一个节点的一个指针指向前一个节点，如果最后一个节点是空的话（就是程序中的pt），就不存在pt->pPre了,那么程序运行到这里时就会报错，所以我们要加个判断，判断此时节点是NULL的话就不需要控制它的指针了。

 

//向双向链表中插入节点
int InsertEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos, int data)
{
    pNODE pt = NULL, p_new = NULL;

    if (pos > 0 && pos < GetLengthDbLinkList(pHead)+2)
    {
        p_new = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));

        if (NULL == p_new)
        {
            printf("内存分配失败！\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        while (1)
        {
            pos--;
            if (0 == pos)
                break;
            pHead = pHead->pNext;
        }

        pt = pHead->pNext;
        p_new->data = data;
        p_new->pNext = pt;
        if (NULL != pt)
            pt->pPre = p_add;
        p_new->pPre = pHead;
        pHead->pNext = p_new;

        return 1;
    }
    else
        return 0;
}

（4）这部分是从链表中删除节点，当然这里和单向链表差不多，要注意的地方和插入节点时是一样的，上面已经说明了。

 

 

//从链表中删除节点
int DeleteEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos)
{
    pNODE pt = NULL;

    if (pos > 0 && pos < GetLengthDbLinkList(pHead) + 1)
    {
        while (1)
        {
            pos--;
            if (0 == pos)
                break;
            pHead = pHead->pNext;
        }

        pt = pHead->pNext->pNext;
        free(pHead->pNext);
        pHead->pNext = pt;
        if (NULL != pt)
            pt->pPre = pHead;

        return 1;
    }
    else
        return 0;
}

（5）这部分是用来释放内存的，注意的地方和上面一样。

 

 

//删除整个链表，释放内存
void FreeMemory(pNODE *ppHead)
{
    pNODE pt = NULL;

    while (*ppHead != NULL)
    {
        pt = (*ppHead)->pNext;
        free(*ppHead);
        if (NULL != pt)
            pt->pPre = NULL;
        *ppHead = pt;
    }
}

main.cpp 测试程序源文件——通过简单的交互信息来测试各个函数功能是否正确。

 

 

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

int main(void)
{
    int flag = 0, length = 0;
    int position = 0, value = 0;
    pNODE head = NULL;

    head = CreateDbLinkList();

    flag = IsEmptyDbLinkList(head);
    if (flag)
        printf("双向链表为空！\n");
    else
    {
        length = GetLengthDbLinkList(head);
        printf("双向链表的长度为：%d\n", length);
        TraverseDbLinkList(head);
    }

    printf("请输入要插入节点的位置和元素值(两个数用空格隔开)：");
    scanf("%d %d", &position, &value);
    flag = InsertEleDbLinkList(head, position, value);
    if (flag)
    {
        printf("插入节点成功！\n");
        TraverseDbLinkList(head);
    }
    else
        printf("插入节点失败！\n");

    flag = IsEmptyDbLinkList(head);
    if (flag)
        printf("双向链表为空，不能进行删除操作！\n");
    else
    {
        printf("请输入要删除节点的位置：");
        scanf("%d", &position);
        flag = DeleteEleDbLinkList(head, position);
        if (flag)
        {
            printf("删除节点成功！\n");
            TraverseDbLinkList(head);
        }
        else
            printf("删除节点失败！\n");
    }

    FreeMemory(&head);
    if (NULL == head)
        printf("已成功删除双向链表，释放内存完成！\n");
    else
        printf("删除双向链表失败，释放内存未完成！\n");

    return 0;
}

PS：相信对很多人来说链表的相关知识其实不难，很快能把这个程序编出来。但是还是有很多细节的问题要自己编过才知道的，我自己在学习的过程中就遇到过，所以我不让大家再走弯路。