（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。

#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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "DbLinkList.h"  

//创建双向链表
pNODE CreateDbLinkList(void)
{
    int i, length = , data = ;
    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 = ;
    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=; i<length+; 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。

1. //打印链表
2. void TraverseDbLinkList(pNODE pHead)
3. {
4. pNODE pt = pHead->pNext;
5. printf("打印链表如：");
6. while (pt != NULL)
7. {
8. printf("%d ", pt->data);
9. pt = pt->pNext;
10. }
11. putchar('\n');
12. }
13. //判断链表是否为空
14. int IsEmptyDbLinkList(pNODE pHead)
15. {
16. pNODE pt = pHead->pNext;
17. if (p == NULL)
18. return 1;
19. else
20. return 0;
21. }
22. //计算链表的长度
23. int GetLengthDbLinkList(pNODE pHead)
24. {
25. int length = 0;
26. pNODE pt = pHead->pNext;
27. while (pt != NULL)
28. {
29. length++;
30. pt = pt->pNext;
31. }
32. return length;
33. }

（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。

1. //向双向链表中插入节点
2. int InsertEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos, int data)
3. {
4. pNODE pt = NULL, p_new = NULL;
5. if (pos > 0 && pos < GetLengthDbLinkList(pHead)+2)
6. {
7. p_new = (pNODE)malloc(sizeof(NODE));
8. if (NULL == p_new)
9. {
10. printf("内存分配失败！\n");
11. exit(EXIT_FAILURE);
12. }
13. while (1)
14. {
15. pos--;
16. if (0 == pos)
17. break;
18. pHead = pHead->pNext;
19. }
20. pt = pHead->pNext;
21. p_new->data = data;
22. p_new->pNext = pt;
23. if (NULL != pt)
24. pt->pPre = p_add;
25. p_new->pPre = pHead;
26. pHead->pNext = p_new;
27. return 1;
28. }
29. else
30. return 0;
31. }

（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。

1. //从链表中删除节点
2. int DeleteEleDbLinkList(pNODE pHead, int pos)
3. {
4. pNODE pt = NULL;
5. if (pos > 0 && pos < GetLengthDbLinkList(pHead) + 1)
6. {
7. while (1)
8. {
9. pos--;
10. if (0 == pos)
11. break;
12. pHead = pHead->pNext;
13. }
14. pt = pHead->pNext->pNext;
15. free(pHead->pNext);
16. pHead->pNext = pt;
17. if (NULL != pt)
18. pt->pPre = pHead;
19. return 1;
20. }
21. else
22. return 0;
23. }

（5）这部分是用来释放内存的，注意的地方和上面一样。

1. //删除整个链表，释放内存
2. void FreeMemory(pNODE *ppHead)
3. {
4. pNODE pt = NULL;
5. while (*ppHead != NULL)
6. {
7. pt = (*ppHead)->pNext;
8. free(*ppHead);
9. if (NULL != pt)
10. pt->pPre = NULL;
11. *ppHead = pt;
12. }
13. }

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。

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include "DbLinkList.h"
4. int main(void)
5. {
6. int flag = 0, length = 0;
7. int position = 0, value = 0;
8. pNODE head = NULL;
9. head = CreateDbLinkList();
10. flag = IsEmptyDbLinkList(head);
11. if (flag)
12. printf("双向链表为空！\n");
13. else
14. {
15. length = GetLengthDbLinkList(head);
16. printf("双向链表的长度为：%d\n", length);
17. TraverseDbLinkList(head);
18. }
19. printf("请输入要插入节点的位置和元素值(两个数用空格隔开)：");
20. scanf("%d %d", &position, &value);
21. flag = InsertEleDbLinkList(head, position, value);
22. if (flag)
23. {
24. printf("插入节点成功！\n");
25. TraverseDbLinkList(head);
26. }
27. else
28. printf("插入节点失败！\n");
29. flag = IsEmptyDbLinkList(head);
30. if (flag)
31. printf("双向链表为空，不能进行删除操作！\n");
32. else
33. {
34. printf("请输入要删除节点的位置：");
35. scanf("%d", &position);
36. flag = DeleteEleDbLinkList(head, position);
37. if (flag)
38. {
39. printf("删除节点成功！\n");
40. TraverseDbLinkList(head);
41. }
42. else
43. printf("删除节点失败！\n");
44. }
45. FreeMemory(&head);
46. if (NULL == head)
47. printf("已成功删除双向链表，释放内存完成！\n");
48. else
49. printf("删除双向链表失败，释放内存未完成！\n");
50. return 0;
51. }

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。