严蔚敏所著《数据结构》第35页中提到双向链表。双向链表主要是为了克服单链表单向性的缺点。单向性是指要找某个结点A的后继，只得从某个结点B出发顺指针往后寻查该结点A。若要寻查某个结点的直接前驱，则需从表头指针出发来寻找。
//线性表的双向链表存储结构
typedef struct DuLNode{
ElemType data;
DuLNode *prior, *next;
}DuLNode , *DuLinkList;
同时要注意程序比之前链表新加入的方法GetElemP(DuLinkList L,int i) 它是用来寻找第i个位置的指针的。
源代码如下
typedef int ElemType;
typedef int Status;
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef struct DuLNode{
ElemType data;
DuLNode *prior, *next;
}DuLNode , *DuLinkList;
void InitList(DuLinkList &L){
//产生空的双向循环链表L
L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
if(L)
L->next=L->prior=L;
else
exit(OVERFLOW);
}
int ListLength(DuLinkList L){
//初始条件：L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数
int i=0;
DuLinkList p=L->next;//p指向第1个结点
while(p!=L)//p未指向头结点
{
i++;
p=p->next;//p指向下一个结点
}
return i;
}
DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i){//新增
//在双向链表L中返回第i个元素的地址。i为0，返回头结点的地址。若第i个元素不存在
//返回NULL(算法2.18和算法2.19要调用的函数)
int j;
DuLinkList p=L;//p指向头结点
if(i<0||i>ListLength(L))//i值不合法
return NULL;
for(j=1;j<=i;j++)//p指向第i个结点
p=p->next;//p指向下一个结点
return p;
}
Status ListInsert(DuLinkList &L,int i, ElemType e){//改进型算法2.18
//在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e,i的合法值为1≤i≤表长+1
//改进算法2.18，否则无法在第表长+1个结点之前插入元素
DuLinkList p,s;
if(i<1||i>ListLength(L)+1)
return ERROR;
p=GetElemP(L,i-1);//在L中确定第i个结点前驱的位置指针p
if(!p)//p=NULL,即第i个结点的前驱不存在(设头结点为第1个结点的前驱)
return ERROR;//失败返回ERROR
s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));//生成新结点
if(!s)
return ERROR;//生成新结点失败返回ERROR
s->data=e;//将e赋给新结点
s->prior=p;//新结点的前驱为第i-1个结点
s->next=p->next;//新结点的后继为第i个结点
p->next->prior=s;//第i个结点的前驱指向新结点
p->next=s;//第i-1个结点的后继指向新结点
return OK;//成功返回OK
}
void print(ElemType e){
printf("%d ",e);
}
void ListTraverse(DuLinkList L,void (*visit)(ElemType )){
//由双链循环线性表L的头结点出发，正序对每个数据元素调用函数visit()。
DuLinkList p=L->next;//p指向尾结点
while(p!=L)//p未指向头结点
{
visit(p->data);//对p所指结点调用函数visit()
p=p->next;//p指向前一个结点
}
printf("\n");
}
void ListTraverseBack(DuLinkList L,void (*visit)(ElemType )){
//由双链循环线性表L的头结点出发，逆序对每个数据元素调用函数visit()。
DuLinkList p=L->prior;//p指向尾结点
while(p!=L)//p未指向头结点
{
visit(p->data);//对p所指结点调用函数visit()
p=p->prior;//p指向前一个结点
}
printf("\n");
}
Status GetElem(DuLinkList L,int i, ElemType &e){
//当第i个元素存在时，其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR
int j=1;//计数器初值为1
DuLinkList p=L->next;//p指向第一个结点
if(p!=L&&j<i)//顺时针向后查找，直到p指向第i个元素或p指向头结点
{
j++;
p=p->next;//p指向下一个结点
}
if(p==L||j>i)//第i个元素不存在
return ERROR;
e=p->data;//取第i个元素赋给e
return OK;
}
Status equal(ElemType c1,ElemType c2){
//判断是否相等的函数
if(c1==c2)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType)){
//初始条件：L已存在，compare()是数据元素判定函数
//操作结果:返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。若这样的数据元素不存在，则返回值为0
int i=0;//计数器初值为0
DuLinkList p=L->next;//p指向第1个元素
while(p!=L)//p未指向头结点
{
i++;
if(compare(p->data,e))//找到这样的数据元素
return i;//返回其位序
p=p->next;//p指向下一个结点
}
return 0;//满足关系的数据元素不存在
}
Status PriorElem(DuLinkList L, ElemType cur_e,ElemType &pre_e){
//操作结果：若cur_e是L的数据元素,且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱，返回OK
//否则操作失败，pre_e无定义，返回ERROR
DuLinkList p=L->next->next;//p指向第2个元素
while(p!=L)//p未指向头结点
{
if(p->data==cur_e)//p指向值为cur_e的结点
{
pre_e=p->prior->data;//将p的前驱结点的值赋给pre_e
return OK;
}
p=p->next;//p指向下一个结点
}
return ERROR;//操作失败，返回ERROR
}
Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType &next_e){
//操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继，返回OK,否则操作失败，next_e无定义，返回ERROR
DuLinkList p=L->next->next;//p指向第二个元素
while(p!=L)//p未指向头结点
{
if(p->prior->data==cur_e)//p所指结点的前驱的值为cur_e
{
next_e=p->data;//将p所指结点(cur_e的后继)的值赋给next_e
return OK;
}
p=p->next;//p指向下一个结点
}
return ERROR;
}
Status ListDelete(DuLinkList L,int i, ElemType &e){//算法2.19
//删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素，i的合法值为1≤i≤表长
DuLinkList p;
if(i<1)
return ERROR;
p=GetElemP(L,i);//在L中确定第i个元素的位置指针p
if(!p)//p=NULL
return ERROR;
e=p->data;
p->prior->next=p->next;//第i-1个结点的后继指向原第i+1个结点
p->next->prior=p->prior;//原第i+1个结点的前驱指向第i-1结点
free(p);
return OK;
}
Status ListEmpty(DuLinkList L){
//初始 条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE
if(L->prior==L&&L->next==L)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
void ClearList(DuLinkList L){
//初始条件：L已存在。操作结果：将L重置为空表
DuLinkList p=L->next;
if(p!=L)//p未指向头结点
{
p=p->next;//p指向下一个结点
free(p->prior);//释放p的前驱结点
}
L->next=L->prior=L;//头结点的两个指针域均指向自身
}
void DestroyList(DuLinkList &L){
//操作结果：销毁双向循环链表L
ClearList(L);//将L重置为空表
free(L);//释放头结点
L=NULL;//L不指向任何存储单元
}
void main(){
DuLinkList L;
int i,n=4;
Status j;
ElemType e;
InitList(L);//初始化线性表L
for(i=1;i<=5;i++)
ListInsert(L,i,i);//在第i个结点之前插入i
printf("逆序输出链表： ");
ListTraverseBack(L,print);//逆序输出
j=GetElem(L,2,e);//将链表的第2个元素赋值给e
if(j)
printf("链表的第2个元素值为%d\n",e);
else
printf("不存在第2个元素\n");
i=LocateElem(L,n,equal);
if(i)
printf("等于%d的元素是第%d个\n",n,i);
else
printf("没有等于%d的元素\n",n);
j=PriorElem(L,n,e);
if(j)
printf("%d的前驱是%d\n",n,e);
else
printf("不存在%d的前驱\n",n);
j=NextElem(L,n,e);
if(j)
printf("%d的后继是%d\n",n,e);
else
printf("不存在%d的后继\n",n);
ListDelete(L,2,e);//删除并释放第2个结点
printf("删除第2个结点，值为%d，其余结点为",e);
ListTraverse(L,print);//正序输出
printf("链表的元素个数为%d，",ListLength(L));
printf("链表是否空?%d(1:是 0：否)\n",ListEmpty(L));
ClearList(L);//清空链表
printf("清空后，链表是否空?%d(1:是 0：否)\n",ListEmpty(L));
DestroyList(L);//销毁链表
}
运行结果：
