雙向連結串列介面設計（C語言）

Rice_rice發表於2024-04-24
C語言

雙向連結串列介面設計

/**

* @file name: 雙向連結串列介面設計（非迴圈介面）

* @brief

* @author ni456xinmie@163.com

* @date 2024/04/23

* @version 1.0 ：

* @property ：

* @note

* CopyRight (c) 2023-2024 ni456xinmie@163.com All Right Reseverd

*/

構造雙向迴圈連結串列結構體

// 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並初始化

DoubleLList_t *DoubleLList_Create()
{
	// 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

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;
}

功能函式：從首節點進行插入元素

bool DoubleLList_HeadInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
	DoubleLList_t *new = DoubleLList_NewNode(data);
	DoubleLList_t *tmp = Head->next;
	if (Head->next == NULL) // empty list 連結串列為空的情況
	{
		Head->next = new;
		return true;
	}
	new->next = Head->next; // normal situation 普通情況
	Head->next->prev = new;
	Head->next = new;
	return true;
}

功能函式：從尾部插入新元素

bool DoubleLList_TailInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
	DoubleLList_t *new = DoubleLList_NewNode(data);
	DoubleLList_t *tmp = Head->next;
	if (Head->next == NULL) // judge is the null 連結串列為空的情況
	{
		Head->next = new;
		return true;
	}
	while (tmp->next != NULL) // as the normal situation,find the last node 普通情況，遍歷尋找最後的節點
		tmp = tmp->next;
	tmp->next = new; // 在尾部插入節點
	new->prev = tmp;
	return true;
}

功能函式：從指定位置插入新元素

bool DoubleLList_DestInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t destval, DataType_t data)
{
	DoubleLList_t *tmp = Head->next;
	DataType_t i = Head->data;
	if (Head->next == NULL) // judge the empty list 連結串列為空的情況
	{
		printf("The list is empty,there is no destival.\n");
		return false;
	}
	DoubleLList_t *new = DoubleLList_NewNode(data);
	while (destval != tmp->data && tmp->next != NULL)
	// as the normal situation,find the destval找到目標值
	{
		tmp = tmp->next;
	}
	if (destval == tmp->data) // 如果存在目標值，則進行插入操作
	{
		new->next = tmp->next;
		tmp->next->prev = new;
		new->prev = tmp;
		tmp->next = new;
		return true;
	}
	else // 如果不存在目標值，則插入無效，直接返回
	{
		printf("There is no destval\n");
		return false;
	}
}

功能函式：刪除首節點

bool DoubleLList_HeadDel(DoubleLList_t *Head)
{
	// 對連結串列的首結點的地址進行備份
	DoubleLList_t *Phead = Head->next;
	// DoubleLList_t *tmp = Head->next;
	if (Head->next == NULL) // 判斷當前連結串列是否為空，為空則直接退出
	{
		printf("current linkeflist is empty!\n");
		return false;
	}
	Head->next = Phead->next; // delete the head 直接進行刪除首節點操作
	Phead->next = NULL;
	Phead->prev = NULL;
	Head->next->prev = NULL;
	free(Phead);
	return true;
}

功能函式：刪除尾部節點

bool DoubleLList_TailDel(DoubleLList_t *Head)
{
	DoubleLList_t *tmp = Head->next;
	if (Head->next == NULL) // 判斷當前連結串列是否為空，為空則直接退出
	{
		printf("current linkeflist is empty!\n");
		return false;
	}
	while (tmp->next != NULL) // find the last node 普通情況，遍歷尋找最後的節點
	{
		tmp = tmp->next;
	}
	tmp->prev->next = NULL; // 此處應考慮，是否需要增加一個變數記錄目標值直接前驅
	tmp->prev = NULL;
	tmp->next = NULL;
	free(tmp);
	return true;
}

功能函式：刪除指定位置的節點

bool DoubleLList_MidDel(DoubleLList_t *Head, DataType_t destval)
{
	DoubleLList_t *tmp = Head->next;
	if (Head->next == NULL) // 判斷當前連結串列是否為空，為空則直接退出
	{
		printf("current linkeflist is empty!\n");
		return false;
	}
	while (tmp->data != destval && tmp->next != NULL) // find the specific node找到指定值的節點
	{
		tmp = tmp->next;
	}
	if (tmp->data == destval && tmp == Head->next)
	{
		Head->next = tmp->next; // 如果存在目標值，且目標值位於首節點時，進行頭刪操作
		Head->next->prev = NULL;
		tmp->next = NULL;
		tmp->prev = NULL;
		free(tmp);
		return true;
	}
	else if (tmp->data == destval) // 如果存在目標值，且目標值不位於首節點時，進行刪除操作
	{
		tmp->prev->next = tmp->next;
		tmp->next->prev = tmp->prev;
		tmp->prev = NULL;
		tmp->next = NULL;
		free(tmp);
		return true;
	}
	else // 如果不存在目標值，則直接返回
	{
		printf("The is no destival\n");
		return false;
	}
}

功能函式：遍歷列印連結串列

bool DoubleLList_Print(DoubleLList_t *Head)
{
	// 對連結串列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  ", 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;
}

主函式，呼叫並測試各功能函式

int main(int argc, char const *argv[])
{
	DoubleLList_t *H = DoubleLList_Create();
	DoubleLList_HeadInsert(H, 20);
	DoubleLList_HeadInsert(H, 30);
	//DoubleLList_HeadInsert(H, 10);
	DoubleLList_TailInsert(H, 40);
	DoubleLList_TailInsert(H, 20);
	DoubleLList_TailInsert(H, 50);
	DoubleLList_DestInsert(H, 30, 31);
	DoubleLList_DestInsert(H, 32, 31);

	DoubleLList_Print(H);
	puts("");
	DoubleLList_HeadDel(H);
	printf("1\n");
	DoubleLList_TailDel(H);
	printf("2\n");
	DoubleLList_MidDel(H, 31);
	printf("3\n");

	DoubleLList_Print(H);
	puts("");
	return 0;
}

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