（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。

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#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。

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#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。

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//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。

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//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。

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//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。

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//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。

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#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。