雙向鏈表（double linked list），又稱雙向鏈表，是一種特殊的數據結構，其中每個數據節點都包含兩個指針，分別指向直接后繼和直接前驅節點。因此，從雙向鏈表中的任意一個節點開始，都可以方便地訪問其前驅節點和后繼節點。
雙向鏈表是一種線性數據結構，由頭結點和多個包含數據域、前向指針域和后向指針域的結點組成。頭結點的數據域可以存儲線性表的長度等附加信息。雙向鏈表中，每個結點的前向指針指向其直接前驅，后向指針指向其直接后繼。雙向循環鏈表是一種特殊的雙向鏈表，其頭結點的前向指針指向最后一個結點，后向指針指向第一個結點，最后一個結點的后向指針指向頭結點。在雙鏈表中，某些操作如ListLength，GetElem和LocateElem等只需要涉及一個方向的指針，因此它們的算法描述與單鏈表相同。然而，在插入和刪除數據元素時，雙鏈表需要同時修改兩個方向上的指針，這與單鏈表有所不同。在進行雙鏈表操作之前，需要先建立雙鏈表。
操作
線性表的雙向鏈表存儲結構：
typedef?struct?DuLNode
{
ElemType?data;
struct?DuLNode?*prior,*NeXT;
}DuLNode,*DuLinkList;
帶頭結點的雙向循環鏈表的基本操作：
void?InitList(DuLinkList?L)
{?/*?產生空的雙向循環鏈表L?*/
L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
if(L)
L->next=L->prior=L;
else
exit(OVERFLOW);
}
銷毀雙向循環鏈表L：
void?DestroyList(DuLinkList?L)
{
DuLinkList?q,p=L->next;?/*?p指向第一個結點?*/
while(p!=L)?/*?p沒到表頭?*/
{
q=p->NeXT;
free(p);
p=q;
}
free(L);
L=NULL;
}
重置鏈表為空表：
void?ClearList(DuLinkList?L)?/*?不改變L?*/
{? DuLinkList?q,p=L->next;?/*?p指向第一個結點?*/
while(p!=L)?/*?p沒到表頭?*/
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
L->next=L->prior=L;?/*頭結點的兩個指針域均指向自身?*/
}
驗證是否為空表：
Status?ListEmpty(DuLinkList?L)
{?/*?初始條件：線性表L已存在
if(L->next==L&&L->prior==L)
return?TRUE;
else
return?FALSE;
}
元素的操作
計算表內元素個數
int?ListLength(DuLinkList?L)
{?/*?初始條件：L已存在。操作結果：?*/
int?i=0;
DuLinkList?p=L->next;?/*?p指向第一個結點?*/
while(p!=L)?/*?p沒到表頭?*/
{
i++;
p=p->NeXT;
}
return?i;
}
賦值：
Status?GetElem(DuLinkList?L,int?i,ElemType?*e)
{?/*?當第i個元素存在時，其值賦給e并返回OK，否則返回ERROR?*/
int?j=1;?/*?j為計數器?*/
DuLinkList?p=L->next;?/*?p指向第一個結點?*/
while(p!=L&&j { p=p->next; j++; } if(p==L||j>i)?/*?第i個元素不存在?*/ return?ERROR; *e=p->data;?/*?取第i個元素?*/ return?OK; } 查找元素： int?LocateElem(DuLinkList?L,ElemType?e,Status(*compare)(ElemType,ElemType)) {?/*?初始條件：L已存在，compare()是數據元素判定函數?*/ /*?操作結果：返回L中第1個與e滿足關系compare()的數據元素的位序。?*/ /*?若這樣的數據元素不存在，則返回值為0?*/ int?i=0; DuLinkList?p=L->next;?/*?p指向第1個元素?*/ while(p!=L) { i++; if(compare(p->data,e))?/*?找到這樣的數據元素*/ return?i; p=p->NeXT; } return?0; } 查找元素前驅： Status?PriorElem(DuLinkList?L,ElemType?cur_e,ElemType?*pre_e) {?/*?操作結果：若cur_e是L的數據元素，且不是第一個，則用pre_e返回它的前驅，?*/ /*?否則操作失敗，pre_e無定義?*/ DuLinkList?p=L->next->樂華七子NEXT;?/*?p指向第2個元素?*/ while(p!=L)?/*?p沒到表頭?*/ { if(p->data==cur_e) { *pre_e=p->prior->data; return?TRUE; } p=p->NeXT; } return?FALSE; } 查找元素后繼： Status?NextElem(DuLinkList?L,ElemType?cur_e,ElemType?*next_e) {?/*?操作結果：若cur_e是L的數據元素，且不是最后一個，則用next_e返回它的后繼，?*/ /*?否則操作失敗，next_e無定義?*/ DuLinkList?p=L->next->next;?/*?p指向第2個元素?*/ while(p!=L)?/*?p沒到表頭?*/ { if(p->prior->data==cur_e) { *NeXT_e=p->data; return?TRUE; } p=p->next; } return?FALSE; } 查找元素地址： DuLinkList?GetElemP(DuLinkList?L,int?i)?/*?另加?*/ {?/*?在雙向鏈表L中返回第i個元素的地址。i為0，返回頭結點的地址。若第i個元素不存在，*/ /*?返回NULL?*/ int?j; DuLinkList?p=L;?/*?p指向頭結點?*/ if(i<0||i>ListLength(L))?/*?i值不合法?*/ return?NULL; for(j=1;j<=i;j++) p=p->NeXT; return?p; } 元素的插入： Status?ListInsert(DuLinkList?L,int?i,ElemType?e) {?/*?在帶頭結點的雙鏈循環線性表L中第i個位置之前插入元素e，i的合法值為1≤i≤表長+1?*/ /*?改進算法2.18，否則無法在第表長+1個結點之前插入元素?*/ DuLinkList?p,s; if(i<1||i>ListLength(L)+1)?/*?i值不合法?*/ return?ERROR; p=GetElemP(L,i-1);?/*?在L中確定第i個元素前驅的位置指針p?*/ if(!p)?/*?p=NULL,即第i個元素的前驅不存在(設頭結點為第1個元素的前驅)?*/ return?ERROR; s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); if(!s) return?OVERFLOW; s->data=e; s->prior=p;?/*?在第i-1個元素之后插入?*/ s->NeXT=p->next; p->next->prior=s; p->next=s; return?OK; } 元素的刪除： Status?ListDelete(DuLinkList?L,int?i,ElemType?*e) {?/*?刪除帶頭結點的雙鏈循環線性表L的第i個元素，i的合法值為1≤i≤表長?*/ DuLinkList?p; if(i<1)?/*?i值不合法?*/ return?ERROR; p=GetElemP(L,i);?/*?在L中確定第i個元素的位置指針p?*/ if(!p)?/*?p=NULL,即第i個元素不存在?*/ return?ERROR; *e=p->data; p->prior->NeXT=p->next; p->next->prior=p->prior; free(p); return?OK; } 正序查找： void?ListTraverse(DuLinkList?L,void(*visit)(ElemType)) {?/*?由雙鏈循環線性表L的頭結點出發，正序對每個數據元素調用函數visit()?*/ DuLinkList?p=L->next;?/*?p指向頭結點?*/ while(p!=L) { visit(p->控制資料公司); p=p->NeXT; } printf("\n"); } void?ListTraverseBack(DuLinkList?L,void(*visit)(ElemType)) 逆序查找： /***************************************************** *文件名：LinkedList.h *功能：實現雙向鏈表的基本功能 *注意：為了使最終程序執行得更快，僅在Debug模式下檢測操作合法性。 *另外不對內存分配失敗作處理,因為一般情況下應用程序有近2GB真正可用的空間 *********************************************************/ #pragma?once #include? template class?LinkedList { private: class?Node { public: T?data;?//數據域,不要求泛型T的實例類有無參構造函數 Node*?prior;?//指向前一個結點 node.js*?next;?//指向下一個結點 Node(const?T&?element,Node*&?pri,Node*&?nt):data(element),NeXT(nt),prior(pri){} Node():data(data){}//泛型T的實例類的復制構造函數將被調用.在Vc2010測試可行 }; Node*?head;?//指向第一個結點 public: //初始化：構造一個空結點，搭建空鏈 LinkedList():head(new?Node()){head->prior=head->next=head;} //獲取元素總數 int?elementToatal()const; //判斷是否為空鏈 bool?isEmpty()const{return?head==head->next?true:false;} //將元素添加至最后，注意node.js的指針設置 void?addToLast(const?T&?element){Node*?ne=new?Node(element,head->prior,head);head->prior=head->prior->next=ne;} //獲取最后一個元素 T?getLastElement()const{assert(!isEmpty());return?head->prior->data;} //刪除最后一個元素，注意node.js的指針設置 void?delLastElement(){assert(!isEmpty());Node*?p=head->prior->prior;delete?head->prior;head->prior=p;p->next=head;} //修改最后一個元素 void?alterLastEmlent(const?T&?newElement){assert(!isEmpty());head->prior->data=newElement;} //插入元素 void?insertElement(const?T&?element,int?position); //獲取元素 T?getElement(int?index)const; //刪除元素 T?delElement(int?index); //修改元素 void?alterElement(const?T?&?Newelement,int?index); //查找元素 int?findElement(const?T&?element)?const; //正序遍歷 void?Traverse(void?(*visit)(T&element)); //逆序遍歷 void?TraverseBack(void?(*visit)(T&element)); //重載[]函數 T&?operator?[](int?index); //清空鏈表 void?clearAllElement(); //銷毀鏈表 ~LinkedList(); }; /*************************************** *返回元素總數 ****************************************/ template int?LinkedList { int?道達爾公司=0; for(Node*?p=head->NeXT;p!=head;p=p->next)?++Total; return?Total; } /********************************************** *在position指定的位置插入元素。原來position及后面的元 *素后移 ***********************************************/ template void?LinkedList { assert(position>0?&&?position<=elementToatal()+1); Node*?p=head; while(position) { p=p->NeXT; position--; } //此時p指向要插入的結點 node.js*?pNew=new?Node(element,p->prior,p); p->prior=p->prior->next=pNew; } /*************************************** *返回找到的元素的副本 ***************************************/ template T?LinkedList { assert(index>0?&&?index<=elementToatal()?&&?!isEmpty());//位置索引是否合法,鏈表是否空 Node*?p=head->NeXT; while(--index)?p=p->next; return?p->data; } /********************************** *刪除指定元素，并返回它 **********************************/ template T?LinkedList { assert(index>0?&&?index<=elementToatal()?&&?!isEmpty());//位置索引是否合法,鏈表是否空 Node*?del=head->NeXT; while(--index)?del=del->next; //此時p指向要刪除元素 del->prior->next=del->next; del->next->prior=del->prior; T?delData=del->控制資料公司; delete?del; return?delData; } /**************************************** *用Newelement代替索引為index的元素 *****************************************/ template void?LinkedList { assert(index>0?&&?index<=elementToatal()?&&?!isEmpty());//位置索引是否合法,鏈表是否空 Node*?p=head->NeXT; while(--index)?p=p->next; p->控制資料公司=Newelement; } /******************************** *找到返回元素的索引，否則返回0 ********************************/ template int?LinkedList { Node*?p=head->NeXT; int?i=0; while(p!=head) { i++; if(p->data==element)?return?i; p=p->next; } return?0; } /*************************************** *正向遍歷，以鏈表中每個元素作為參數調用visit函數 *****************************************/ template void?LinkedList { Node*?p=head->NeXT; while(p!=head) { visit(p->data);//注意此時外部visit函數有權限修改LinkedList p=p->next; } } /************************************************* *反向遍歷，以鏈表中每個元素作為參數調用visit函數 *************************************************/ template void?LinkedList { Node*?p=head->prior; while(p!=head) { visit(p->data);//注意此時外部visit函數有權限修改LinkedList p=p->prior; } } /************************************************** *返回鏈表的元素引用，并可讀寫.實際上鏈表沒有[]意義上的所有功能 *因此[]函數是有限制的.重載它是為了客戶端代碼簡潔，因為從鏈表讀寫 *數據是最常用的 ***************************************************/ template T&?LinkedList { assert(index>0?&&?index<=elementToatal()?&&?!isEmpty());//[]函數使用前提條件 Node*?p=head->NeXT; while(--index)?p=p->next; return?p->data; } /*************************** *清空鏈表 ***************************/ template void?LinkedList { Node*?p=head->next,*pTemp=0; while(p!=head) { pTemp=p->NeXT; delete?p; p=pTemp; } head->prior=head->next=head;//收尾工作 } /****************************** *析構函數，若內存足夠沒必要調用該函數 *******************************/ template LinkedList { if(head)//防止用戶顯式析構后，對象又剛好超出作用域再調用該函數 { clearAllElement(); delete?head; head=0; } } 循環鏈表是一種鏈式存儲結構，它的最后一個結點指向頭結點，形成一個環。因此，從循環鏈表中的任何一個結點出發都能找到任何其他結點。循環鏈表的操作和單鏈表的操作基本一致，差別僅僅在于算法中的循環條件有所不同。 參考資料 >模板
循環