数据结构：双向链表概念与实现

数据结构：双向链表

一、双向链表概念与结构

双向链表概念 双向链表是一种链式存储的数据结构，每个节点包含两个指针：一个指向前驱节点（prev），一个指向后继节点（next），同时包含数据域（data）存储数据。这种结构允许双向遍历（从头到尾或从尾到头），并支持更灵活的插入、删除操作，但相比单链表会增加一定的空间开销（额外的指针域）。

带头双向循环链表是一种兼具'头节点''双向指针''循环结构'三大特性的链表，是应用最广泛的双向链表类型。其结构稳定、边界处理简单，支持高效的插入、删除和双向遍历操作。

带头双向循环链表中的头节点不存储任何有效数据，只用来简化边界操作（如插入/删除首节点时无需特殊判断），可称之为'哨兵位'。

双向链表结构定义

typedef int type;
typedef struct ListNode {
    type data; // 数据域
    struct ListNode* prev; // 前驱指针
    struct ListNode* next; // 后继指针
} ListNode;

二、实现双向链表

1. 初始化

在双向链表中头节点需要初始化，数据域可以存任意值，前驱指针和后继指针都指向自己即可。

void LTInit(ListNode** h) {
    ListNode* ph = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
    if (ph == NULL) {
        perror("malloc fail!");
        exit(1);
    }
    *h = ph;
    (*h)->data = -1;
    (*h)->next = *h;
    (*h)->prev = *h;
}

2. 尾插与头插

尾插是指在链表的尾部插入新节点。对于带头节点的双向循环链表，尾插可直接通过头节点的 prev 指针定位尾节点，无需遍历链表，时间复杂度为 O(1)。

ListNode* LTCreate(type x) {
    ListNode* ph = (ListNode*)malloc((ListNode));
     (ph == ) {
        perror();
        ();
    }
    ph->data = x;
    ph->next = ph;
    ph->prev = ph;
     ph;
}

  {
    ListNode* p = LTCreate(x);
    p->next = h;
    p->prev = h->prev;
    h->prev->next = p;
    h->prev = p;
}