数据结构（五）——双链表、链式栈、链式队列 及实现

一、双链表

在单链表的基础上再增加一个指向它前驱的指针，就构成了双链表。
所以双链表有三个变量：数据信息info、前驱指针llink、后继指针rlink。




二、双链表操作和实现

由于双链表也为单链表的一种变型，一些相似的操作就没一一列举，可以参考数据结构（四）——单链表 、带头结点的单链表、循环链表 及其实现


1、数据结构
2、在i位置插入结点
3、在y元素后插入结点
4、删除值为x的结点

1、数据结构

typedef int datatype;

typedef struct dlink_node{
    datatype info;
    dlink_node* llink;
    dlink_node* rlink;
}dnode;

2、在i位置插入结点

include"linklist.h"

node* insert_link_list_index(node *head,int index,datatype x){
    if(index<0){
        printf("index error\n");
        exit(1);
    }
    if(index == 0){         //在链表首插入
        node *q = (node*) malloc(sizeof(node));
        q->info = x;
        if(!head){          //空表的情况
            q->llink = NULL;
            q->rlink = NULL;
            head = q;
            return head;
        }
        head->llink = q;    //非空链表首插入
        q->rlink = head;
        q->llink = NULL;
        head = q;
        return head;
    }
    else{
        node *ptr = find_node(head,index-1);
        node* q = (node*)malloc(sizeof(node));
        q->info = x;
        if(ptr->next){      //链表中插入  
            p->rlink = ptr->rlink;
            ptr->rlink->llink = p;
            ptr->rlink = p;
            p->llink = ptr
            return head;
        }
        ptr->rlink = p;      //链表尾插入
        p->llink = ptr;
        p->rlink = NULL;
        return head;
    }
}

3、在y元素之后插入

#include"linklist.h"

node* intsert_node_yx(node *head,datatype x,datatype y){
    node *q=find_node(head,y);
    if(!q){
        printf("not found the node %d\n");
        return head;
    }
    node *p = (node*)malloc(sizeof(node));
    p->info = x;
    if(!q->rlink){            //最后一个结点
        q->rlink = p;
        p->llink = q;
        p->rlink = NULL;
        return head;
    }
    p->rlink = q->rlink;     //中间结点 
    q->rlink->llink = p;
    q->rlink = p;
    p->llink = q;
    return head;
}

4、删除值为x的结点

#include"linklist.h"

node* del_link_list_node(node* head,datatype x){
    if(!head){
        printf("the list is empty\n");
        return head;
    }
    node* ptr=head;
    while(!ptr && ptr->info != x){
        ptr=ptr->rlink;
    }
    if(!ptr){            //未找到数据
        printf("no data\n");
    }else if(ptr == head && ptr->rlink){  //第一个就是，还有后继
        head=ptr->rlink;               
        ptr->rlink->llink = NULL;     //因为这步所以要判断是否有后继
    }else if(ptr == head && !ptr->rlink){ //第一个就是，只有一个元素
        head = NULL;
    } 
    }else if(!ptr->rlink){          //链表的最后一个
        ptr->llink->rlink = NULL;
    }else{
        ptr->llink->rlink = ptr->rlink;   //链表中间
        ptr->rlink->llink = ptr->llink;
    }
    free(ptr);
    return head;
}

三、链式栈

栈的链式存储称为链式栈。它的插入和删除规定在单链表的同一端进行，栈顶指针用top表示。

1、输出各个结点的值
2、取得栈顶元素
3、入栈
4、出栈


1、输出各个结点的值

#include"linklist.h"

void display_link_list(node *stack){
    if(!stack){
        printf("the list is empty!\n");
    }else{
        int i;
        node *ptr = stack;
        while(ptr){
            printf("5%d",ptr->info);
            ptr = ptr->next;
        }
    }
}

2、取得栈顶元素

#include"linklist.h"

node* get_top(node *stack){
    if(!stack){
        printf("the stack is empty\n");
        return stack;
    }
    return stack->info;
}

3、入栈

#include"linklist.h"

node* push(node* stack,datatype x){
    node *p = (node*)malloc(sizeof(node));
    p->info = x;
    p->next = stack;  //当stack为空时，则有p->next = NULL
    stack = p;
    return p;
}

4、出栈

#include"linklist.h"

node* pop(node *stack,datatype *x){
    if(!stack){
        printf("the stack is empty\n");
        return stack;
    }
    node *p = stack;
    stack=stack->next;
    *x = p->info;
    free(p);
    return stack;
}

四、链式队列

以队列形式存储的链式队列，插入和删除在单链表的不同端进行，队首和队尾指针存在一个数据结构中。




1、结构定义
2、建立一个空队列
3、判断是否为空
4、取得首节点值
5、输出各个结点
6、入列
7、出列

1、结构定义

typedef int datatype;

typedef struct link_queue_node{
    datatype info;
    struct link_queue_node* next;
}node;

typedef struct queue{
    node* front;
    node* rear;
}queue;

2、建立一个空队列

#include"linkqueue.h"

queue* init_link_queue(){
    queue *q = (queue*) malloc(sizeof(queue));
    q->front = NULL;
    q->rear = NULL;
    return q;
}

3、判断是否为空

#include"linkqueue.h"

int is_empty_link_queue(queue *q){
    return q->front? 0:1;
}

4、取得首节点值

#include"linkqueue.h"

datatype* get_head(queue *q){
    if(!q){
        printf("the queue is empty\n");
        exit(1);
    }
    return q->front->info;
}

5、输出各个结点

#include"linkqueue.h"

void display_link_queue(queue *q){
    if(!q){     
        printf("the queue is empty!\n");        
    }else{
        node *p = q->front;
        while(p){
            printf("%5d",p->info);
            p=p->next;
        }
    }
}

6、入列

#include"linkqueue.h"

queue* en_list_queue(queue *q,datatype x){
    node* p = (node*)malloc(sizeof(node));
    p->info = x;
    p->next = NULL;
    if(!q->front){
        q->front = p;
        q->rear = p;
    }else{
        rear->next = p;
        rear = p;
    }
    return q;
}

7、出列

#include"linkqueue.h"

queue* del_link_queue(queue *q,datatype *x){
    if(!q->front){
        printf("the queue is empty\n");
        return q;
    }
    node *p = q->front;
    if(q->front == q->rear){
        q->front=q->rear=NULL;
    }else{
        q->front = p->next;
    }
    *x = p->info;
    free(p);
    return q;
}