C++怎么实现一个双向链表_C++数据结构与双向链表实现

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。

C++怎么实现一个双向链表_C++数据结构与双向链表实现

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。

C++怎么实现一个双向链表_C++数据结构与双向链表实现

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C++怎么实现一个双向链表_C++数据结构与双向链表实现 73

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 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。

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