C语言双向链表详解（从零开始掌握双向链表的实现与操作）

什么是双向链表？

双向链表（Doubly Linked List）是一种线性数据结构，其中每个节点包含三个部分：

• 数据域（data）：存储实际数据。
• 前驱指针（prev）：指向前一个节点。
• 后继指针（next）：指向后一个节点。

定义双向链表节点结构

首先，我们需要用 C 语言定义一个双向链表的节点结构：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>// 定义双向链表节点结构typedef struct Node {    int data;                // 数据域    struct Node* prev;       // 指向前一个节点    struct Node* next;       // 指向后一个节点} Node;

创建新节点

为了方便插入操作，我们编写一个函数来创建新节点：

// 创建新节点Node* createNode(int data) {    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));    if (!newNode) {        printf("内存分配失败！\n");        return NULL;    }    newNode->data = data;    newNode->prev = NULL;    newNode->next = NULL;    return newNode;}

在链表尾部插入节点

下面是一个在双向链表尾部插入新节点的函数：

// 在链表尾部插入节点void insertAtEnd(Node** head, int data) {    Node* newNode = createNode(data);    if (*head == NULL) {        *head = newNode;        return;    }    Node* temp = *head;    while (temp->next != NULL) {        temp = temp->next;    }    temp->next = newNode;    newNode->prev = temp;}

遍历并打印双向链表

我们可以从头到尾遍历链表并打印所有元素：

// 从头到尾打印链表void printList(Node* head) {    if (head == NULL) {        printf("链表为空！\n");        return;    }    Node* temp = head;    printf("正向遍历: ");    while (temp != NULL) {        printf("%d ", temp->data);        temp = temp->next;    }    printf("\n");}

完整示例：测试双向链表

下面是一个完整的可运行示例，演示如何使用上述函数：

int main() {    Node* head = NULL;    insertAtEnd(&head, 10);    insertAtEnd(&head, 20);    insertAtEnd(&head, 30);    printList(head);  // 输出: 正向遍历: 10 20 30    return 0;}

为什么学习C语言双向链表很重要？

掌握C语言双向链表不仅能帮助你深入理解指针和内存管理，还能为学习更复杂的数据结构（如树、图等）打下坚实基础。此外，在实际开发中，双向链表常用于实现浏览器历史记录、撤销/重做功能、LRU缓存等场景。

通过本教程，你应该已经掌握了双向链表实现的基本方法。建议你动手编写代码，尝试添加更多功能，比如在头部插入、删除指定节点、反向遍历等，以加深理解。

记住，实践是掌握链表操作教程的关键。多写、多调试，你会越来越熟练！