实现双向链表需定义含数据域和前后指针的节点结构,通过类封装插入、删除、查找和遍历等操作,利用head和tail指针管理链表两端,确保可在O(1)时间完成头尾插入,同时支持双向遍历。

实现一个双向链表的关键在于每个节点保存前驱和后继指针,这样可以从任意方向遍历。c++中通过类封装数据结构,能更好地管理内存和操作逻辑。
定义双向链表节点
每个节点包含三个部分:数据域、指向前面节点的指针和指向后面节点的指针。
struct node { int data; Node* prev; Node* next; <pre class='brush:php;toolbar:false;'>Node(int value) : data(value), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};
使用构造函数初始化节点值,并将前后指针设为空,避免野指针问题。
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创建双向链表类
封装链表操作,包括插入、删除、查找和遍历等常用功能。
class DoublyLinkedList { private: Node* head; Node* tail; <p>public: DoublyLinkedList() : head(nullptr), tail(nullptr) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>~DoublyLinkedList(); void insertFront(int value); void insertBack(int value); void remove(int value); bool find(int value); void displayForward(); void displayBackward();
};
head 指向第一个节点,tail 指向最后一个节点。构造函数初始化为空链表。
实现基本操作方法
常见操作需要处理空链表、单节点和多节点等多种情况。
头插法:
在链表头部添加新节点。
void DoublyLinkedList::insertFront(int value) { Node* newNode = new Node(value); if (!head) { head = tail = newNode; } else { newNode->next = head; head->prev = newNode; head = newNode; } }
尾插法:
在链表末尾追加节点。
void DoublyLinkedList::insertBack(int value) { Node* newNode = new Node(value); if (!tail) { head = tail = newNode; } else { tail->next = newNode; newNode->prev = tail; tail = newNode; } }
正向遍历输出:
从头到尾打印所有节点值。
void DoublyLinkedList::displayForward() { Node* current = head; while (current) { std::cout << current->data << " "; current = current->next; } std::cout << std::endl; }
反向遍历输出:
利用 prev 指针从尾部回溯。
void DoublyLinkedList::displayBackward() { Node* current = tail; while (current) { std::cout << current->data << " "; current = current->prev; } std::cout << std::endl; }
析构函数释放资源
手动管理内存时,必须在对象销毁前释放所有节点。
DoublyLinkedList::~DoublyLinkedList() { Node* current = head; while (current) { Node* nextNode = current->next; delete current; current = nextNode; } }
逐个删除节点,防止内存泄漏。注意保存下一个节点地址再释放当前节点。
基本上就这些。双向链表比单向链表灵活,支持双向访问和高效地在两端插入删除,适合实现双端队列或需要频繁反向遍历的场景。关键点是维护好 prev 和 next 指针的一致性,特别是在删除节点时要小心处理边界情况。