双链表_链表_线性结构_数据结构与算法

在数据结构领域，链表是一种基础且重要的线性数据结构，它通过节点之间的引用关系来组织数据，不同于数组，链表中的元素并不需要在内存中连续存放。本篇讨论的是双链表（Double Linked List），它是一种每个节点都有指向前一个和后一个节点的链表类型。 双链表的每个节点包含三个部分：数据域（data）存储实际的数据，以及两个指针域（pNext和pPrior）分别指向下一个节点和前一个节点。这种设计使得在链表中进行插入和删除操作时更加高效，因为可以双向遍历链表。 以下是一些关键的双链表操作的C语言实现： 1. 创建链表： - `CreateHead_LinkList()` 函数用于创建头结点的空链表。 - `CreateTail_LinkList()` 函数用于创建尾结点的空链表。 2. 链表状态检查： - `IsEmpty_LinkList(pHead)` 检查链表是否为空。 - `Length_LinkList(pHead)` 返回链表的长度。 3. 插入和删除元素： - `Insert_LinkList(pHead, pos, val)` 在指定位置`pos`插入元素`val`。 - `Delete_LinkList(pHead, pos, pVal)` 删除指定位置`pos`的元素，并通过`pVal`返回其值。 4. 遍历链表： - `Traverse_LinkList(pHead)` 正向遍历链表并打印所有元素。 - `RevTraverse_LinkList(pHead)` 反向遍历链表并打印所有元素。 5. 查找和获取元素： - `GetElem_LinkList(pHead, pos)` 获取指定位置`pos`的节点。 - `LocateElem_LinkList(pHead, e)` 查找具有给定值`e`的节点。 6. 排序链表： - `InsertSort_LinkList(pHead)` 对链表进行插入排序。 - `BubbleSort_LinkList(pHead)` 使用冒泡排序对链表进行排序。 - `QuickSort_LinkList(pHead, end)` 使用快速排序对链表进行排序。 - `SelectionSort_LinkList(pHead)` 使用选择排序对链表进行排序。 - `MergeSort_LinkList(pHead)` 使用归并排序对链表进行排序，其中`Merge()`函数用于合并两个已排序的子链表。 7. 合并操作： - `Merge(pLeftHead, pRightHead)` 合并两个已排序的链表`pLeftHead`和`pRightHead`。 在`main()`函数中，我们展示了如何创建链表、正向和反向遍历、使用归并排序对链表进行排序，以及再次遍历显示排序后的结果。 这些基本操作是双链表数据结构的基础，掌握它们对于理解和实现更复杂的数据结构和算法至关重要。通过这些函数，我们可以有效地管理链表，进行增删改查，以及对链表中的数据进行排序，这些都是在实际编程中非常常见的需求。双链表的灵活性和高效性使其在处理动态数据集时特别有用，例如在实现LRU缓存淘汰策略、解析XML或HTML文档、构建表达式树等场景中。