C語言資料結構：雙向連結串列的增刪操作

你也是流星一条發表於2024-04-23
C語言資料結構
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* 設計雙向連結串列的介面

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//指的是雙向連結串列中的結點有效資料型別，使用者可以根據需要進行修改
typedef int DataType_t;

//構造雙向連結串列的結點,連結串列中所有結點的資料型別應該是相同的
typedef struct DoubleLinkedList
{
    DataType_t               data; //結點的資料域
    struct DoubleLinkedList *prev; //直接前驅的指標域
    struct DoubleLinkedList *next; //直接後繼的指標域

}DoubleLList_t;

//建立一個空雙向連結串列，空連結串列應該有一個頭結點，對連結串列進行初始化
DoubleLList_t * DoubleLList_Create(void)
{
    //1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
    DoubleLList_t *Head = (DoubleLList_t *)calloc(1,sizeof(DoubleLList_t));
    if (NULL == Head)
    {
        perror("Calloc memory for Head is Failed");
        exit(-1);
    }

    //2.對頭結點進行初始化，頭結點是不儲存資料域，指標域指向NULL
    Head->prev = NULL;
    Head->next = NULL;

    //3.把頭結點的地址返回即可
    return Head;
}

//建立新的結點，並對新結點進行初始化（資料域 + 指標域）
DoubleLList_t * DoubleLList_NewNode(DataType_t data)
{
    //1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
    DoubleLList_t *New = (DoubleLList_t *)calloc(1,sizeof(DoubleLList_t));
    if (NULL == New)
    {
        perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
        return NULL;
    }

    //2.對新結點的資料域和指標域（2個）進行初始化
    New->data = data;
    New->prev = NULL;
    New->next = NULL;

    return New;
}

//頭插
bool DoubleLList_HeadInsert(DoubleLList_t *Head,DataType_t data)
{
    // 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
    DoubleLList_t *New = DoubleLList_NewNode(data);
    if (NULL == New)
    {
        printf("can not insert new node\n");
        return false;
    }

    // 2.判斷雙向連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
    if (NULL == Head->next)
    {
        Head->next = New;
        return true;
    }

    // 3.如果雙向連結串列為非空，把新結點插入到連結串列的頭部\
    New->next = Head->next;
    Head->next->prev = New;
    Head->next = New;

    return true;
}

//尾插
bool DoubleLList_TailInsert(DoubleLList_t *Head,DataType_t data)
{
    // 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
    DoubleLList_t *New = DoubleLList_NewNode(data);
    if (NULL == New)
    {
        printf("can not insert new node\n");
        return false;
    }

    // 2.判斷雙向連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
    if (NULL == Head->next)
    {
        Head->next = New;
        return true;
    }

    // 3.如果雙向連結串列為非空，遍歷連結串列，找到尾結點
    DoubleLList_t *Tail = Head;
    while(Tail->next != NULL)
    {
        Tail = Tail->next;
    }

    // 4.把新結點插入到連結串列的尾部
    Tail->next = New;
    New->prev = Tail;

    return true;
}

//指定插
bool DoubleLList_DestInsert(DoubleLList_t *Head,DataType_t destval,DataType_t data)
{
    // 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
    DoubleLList_t *New = DoubleLList_NewNode(data);
    if (NULL == New)
    {
        printf("can not insert new node\n");
        return false;
    }

    // 2.判斷雙向連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
    if (NULL == Head->next)
    {
        Head->next = New;
        return true;
    }

    // 3.如果雙向連結串列為非空，遍歷連結串列，找到插入位置
    DoubleLList_t *Dest = Head->next;
    while (Dest->data != destval && Dest != NULL)
    {
        Dest = Dest->next;
    }
    if (NULL == Dest)
    {
        return false;
    }

    // 4.說明找到目標結點，則把新結點插入到目標結點的後面
    New->next = Dest->next;
    Dest->next->prev = New;
    New->prev = Dest;
    Dest->next = New;

    return true;
}

//頭刪
bool DoubleLList_HeadDel(DoubleLList_t *Head)
{
    // 1.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接退出
    if (NULL == Head->next)
    {
        return false;
    }

    // 2.對連結串列的首結點的地址進行備份
    DoubleLList_t *Temp = Head->next;

    // 3.連結串列是非空的，則直接刪除首結點
    Head->next = Temp->next;
    Temp->next = NULL;
    Temp->next->prev = NULL;
    free(Temp);

    return true;
}

// 尾刪
bool DoubleLList_TailDel(DoubleLList_t *Head)
{
    // 1.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接退出
    if (NULL == Head->next)
    {
        return false;
    }

    // 2.遍歷連結串列，找到尾結點
    DoubleLList_t *Tail = Head;
    while (Tail->next != NULL)
    {
        Tail = Tail->next;
    }

    // 3.刪除尾結點
    Tail->prev->next = NULL;
    Tail->prev = NULL;
    free(Tail);

    return true;
}

// 指定刪
bool DoubleLList_DestDel(DoubleLList_t *Head, DataType_t destval, DataType_t data)
{
    // 1.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接退出
    if (NULL == Head->next)
    {
        return false;
    }

    // 2.連結串列是非空的，遍歷連結串列，找到待刪除結點
    DoubleLList_t *Dest = Head;
    while (Dest->data != destval && Dest != NULL)
    {
        Dest = Dest->next;
    }
    if (NULL == Dest)
    {
        return false;
    }

    // 3.刪除指定結點
    Dest->prev->next = Dest->next;
    Dest->next->prev = Dest->prev;
    Dest->prev = NULL;
    Dest->next = NULL;
    free(Dest);

    return true;
}

//遍歷連結串列
bool DoubleLList_Print(DoubleLList_t *Head)
{
    //對雙向連結串列的頭結點的地址進行備份
    DoubleLList_t *Phead = Head;
    //判斷當前連結串列是否為空，為空則直接退出
    if (Head->next == Head)
    {
        printf("current linkeflist is empty!\n");
        return false;
    }

    //從首結點開始遍歷
    while(Phead->next)
    {
        //把頭結點的直接後繼作為新的頭結點
        Phead = Phead->next;

        //輸出頭結點的直接後繼的資料域
        printf("data = %d\n",Phead->data);

        //判斷是否到達尾結點，尾結點的next指標是指向首結點的地址
        if (Phead->next == Head->next)
        {
            break;
        }
    }

    return true;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    return 0;
}

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