【數據結構與算法】 通俗易懂講解 鏈表

鏈表（Linked list）是一種線性表，可是並不會在物理存儲上按線性的順序存儲數據，而是在每個節點裏存到下一個節點的指針(Pointer)。因爲沒必要須按順序存儲，鏈表的插入和刪除操做能夠達到O(1)的複雜度。本文將講解單向鏈表和雙向鏈表，其中雙向鏈表會給出部分關鍵代碼實現。

單向鏈表

單向鏈表(單鏈表)是鏈表的一種，它由節點組成，每一個節點都包含下一個節點的指針，下圖就是一個單鏈表，表頭爲空，表頭的後繼節點是"結點10"(數據爲10的結點)，"節點10"的後繼結點是"節點20"(數據爲10的結點)，...

單鏈表刪除節點

咱們看看單鏈表刪除節點的操做，好比說下面這個單鏈表中咱們要刪除"節點30"。

刪除以前："節點20" 的後繼節點爲"節點30"，而"節點30" 的後繼節點爲"節點40"。

刪除以後："節點20" 的後繼節點爲"節點40"。

單鏈表添加節點

咱們再來看看單鏈表添加節點的操做，好比說下面這個單鏈表中咱們在"節點10"與"節點20"之間添加"節點15"

添加以前："節點10" 的後繼節點爲"節點20"。

添加以後："節點10" 的後繼節點爲"節點15"，而"節點15" 的後繼節點爲"節點20"。

雙向鏈表

雙向鏈表(雙鏈表)是鏈表的一種。和單鏈表同樣，雙鏈表也是由節點組成，它的每一個數據結點中都有兩個指針，分別指向直接後繼和直接前驅。因此，從雙向鏈表中的任意一個結點開始，均可以很方便地訪問它的前驅結點和後繼結點。通常咱們都構造雙向循環鏈表。

雙鏈表的示意圖以下：

表頭爲空，表頭的後繼節點爲"節點10"(數據爲10的節點)；"節點10"的後繼節點是"節點20"(數據爲10的節點)，"節點20"的前繼節點是"節點10"；"節點20"的後繼節點是"節點30"，"節點30"的前繼節點是"節點20"；...；末尾節點的後繼節點是表頭。

不難看出，雙向鏈表的節點定義能夠用一個下面的結構體表示：

//雙向鏈表節點結構
typedef struct dlink_node
{
    struct dlink_node *prev;
    struct dlink_node *next;
    void *val;  //能存儲任意類型數據
}node;

雙向鏈表刪除節點

咱們看看雙向鏈表刪除節點的操做，好比說下面這個單鏈表中咱們要刪除"節點30"。

刪除以前："節點20"的後繼節點爲"節點30"，"節點30" 的前繼節點爲"節點20"。"節點30"的後繼節點爲"節點40"，"節點40" 的前繼節點爲"節點30"。

刪除以後："節點20"的後繼節點爲"節點40"，"節點40" 的前繼節點爲"節點20"。

雙向鏈表刪除節點的關鍵代碼以下：

//刪除節點pindex
pindex->next->prev = pindex->prev;
pindex->prev->next = pindex->next;
free(pindex); //注意釋放節點

雙向鏈表添加節點

咱們再來看看雙向鏈表添加節點的操做，好比說下面這個雙向鏈表在"節點10"與"節點20"之間添加"節點15"

添加以前："節點10"的後繼節點爲"節點20"，"節點20" 的前繼節點爲"節點10"。

添加以後："節點10"的後繼節點爲"節點15"，"節點15" 的前繼節點爲"節點10"。"節點15"的後繼節點爲"節點20"，"節點20" 的前繼節點爲"節點15"。

雙向鏈表添加節點的關鍵代碼以下：

//將pnode節點插入到pindex以前
pnode->prev = pindex->prev;
pnode->next = pindex;
pindex->prev->next = pnode;
pindex->prev = pnode;

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