C数据结构之双链表详细示例分析

在C语言中，数据结构是程序设计的重要组成部分，双链表作为其中的一种基本结构，具有很多实用特性。本文将深入探讨双链表的概念、结构及其在C语言中的实现，包括链表的初始化、输出、逆序、排序以及有序插入等操作。 首先，双链表是一种线性数据结构，每个节点包含三个部分：数据域（存储数据）、前向指针（指向下一个节点）和后向指针（指向前一个节点）。这种结构允许我们在表的任何位置高效地进行插入和删除操作，因为可以从两个方向遍历链表。 在给定的代码中，定义了一个名为`NODE`的结构体，表示双链表的节点： ```c typedef struct node{ struct node *prior; struct node *next; int num; }NODE; ``` 其中，`prior`和`next`分别表示节点的前后指针，`num`用来存储整型数据。 接着，我们看链表的初始化函数`Init_link`。它创建一个空的链表，并添加3个节点。用户输入每个节点的数值，然后通过`malloc`动态分配内存并连接这些节点。初始节点`phead`的`prior`指针设为`NULL`，其余节点的前后指针都被正确设置，形成一个有向环形链表。 ```c NODE *Init_link(void){ // ... } ``` 链表的输出函数`print_link`用于打印链表的所有元素。它通过遍历链表，访问每个节点的`num`并打印，直到到达链表末尾。 ```c void print_link(NODE *phead){ // ... } ``` 链表的逆序函数`reverse_link`使用迭代方法实现。它通过逐个交换相邻节点的前后指针，使得链表的顺序反转。最后返回新的头节点。 ```c NODE *reverse_link(NODE *phead){ // ... } ``` 链表的排序函数`Order_link`使用了冒泡排序算法。通过两层循环，比较相邻节点的数值并根据需要交换它们，直到整个链表排序完成。 ```c NODE *Order_link(NODE *phead){ // ... } ``` 最后，`insert_link`函数实现了有序插入功能。如果新节点`pi`的值大于当前节点`pb`的值，且`pb`不是链表末尾，就继续往后查找合适的插入位置；否则，将新节点插入到`pb`之前。 ```c NODE *insert_link(NODE *phead,NODE *pi){ // ... } ``` 总结起来，双链表是一种灵活的数据结构，能够有效地处理插入、删除和遍历操作。在C语言中，通过结构体和指针实现双链表，可以方便地进行各种链表操作，如初始化、输出、逆序、排序和有序插入。这些基本操作是理解数据结构和算法的基础，对于提升编程能力非常有帮助。