Meniu

Structură de date de listă dublă legată în C ++ cu ilustrare

  • Principal
  • Alte
  • Structură de date de listă dublă legată în C ++ cu ilustrare

doubly linked list data structure c with illustration

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor

Un tutorial aprofundat pe o listă dublă legată.

O listă dublă legată este o variantă a listei legate individual. Suntem conștienți de faptul că lista legată individual este o colecție de noduri, fiecare nod având o parte de date și un pointer care indică următorul nod.

O listă dublă legată este, de asemenea, o colecție de noduri. Fiecare nod de aici este format dintr-o parte de date și doi indicatori. Un indicator indică nodul anterior, în timp ce al doilea indicator indică nodul următor.

=> Consultați aici tutorialele de instruire în profunzime C ++.

LISTA LEGATĂ DUBLU

Ce veți învăța:

Dublu legat în C ++

Ca și în lista legată individual, lista dublă legată are și cap și coadă. Pointerul anterior al capului este setat la NULL, deoarece acesta este primul nod. Următorul indicator al nodului coadă este setat la NULL, deoarece acesta este ultimul nod.

O schemă de bază a listei dublu legată este prezentată în diagrama de mai jos.

Un aspect de bază al listei dublu legate

În figura de mai sus, vedem că fiecare nod are două indicatori, unul indicând nodul anterior și celălalt îndreptându-se către nodul următor. Numai primul nod (cap) are nodul anterior setat la nul, iar ultimul nod (coadă) are următorul indicator setat la nul.

Deoarece lista dublă legată conține două indicatoare, adică anterioară și următoare, o putem parcurge în direcțiile înainte și înapoi. Acesta este principalul avantaj al listei dublă legată față de lista legată individual.

întrebări de interviu pentru biroul de asistență la nivel de intrare

Declaraţie

În declarația în stil C, un nod al listei dublu legate este reprezentat după cum urmează:

struct node { struct node *prev; int data; struct node *next; };

În afară de declarația de mai sus, putem reprezenta și un nod din lista dublă legată ca o clasă în C ++. O listă dublă legată este reprezentată ca o clasă atunci când folosim STL în C ++. Putem implementa o listă dublă legată folosind și o clasă în Java.

Operațiuni de bază

Următoarele sunt câteva dintre operațiunile pe care le putem efectua pe o listă dublă legată.

Inserare

Operația de inserare a listei dublă legată introduce un nou nod în lista legată. În funcție de poziția în care urmează să fie inserat noul nod, putem avea următoarele operații de inserare.

  • Inserare în față - Inserează un nod nou ca prim nod.
  • Inserare la sfârșit - Inserează un nod nou la sfârșit ca ultim nod.
  • Inserarea înaintea unui nod - Având un nod, introduce un nou nod înaintea acestui nod.
  • Inserare după un nod - Având un nod, introduce un nou nod după acest nod.

Ștergere

Operația de ștergere șterge un nod dintr-o poziție dată în lista dublă legată.

  • Ștergerea primului nod - Șterge primul nod din listă
  • Ștergerea ultimului nod - Șterge ultimul nod din listă.
  • Ștergerea unui nod dat de date - Având în vedere datele, operațiunea se potrivește cu datele nodului din lista legată și șterge acel nod.

Traversal

Traversal este o tehnică de vizitare a fiecărui nod din lista legată. Într-o listă dublă legată, avem două tipuri de traversări, deoarece avem doi indicatori cu direcții diferite în lista dublă legată.

  • Traversare înainte - Traversarea se face folosind următorul indicator care este în direcția înainte.
  • Traversare înapoi - Traversarea se face folosind indicatorul anterior, care este direcția înapoi.

Verso

Această operație inversează nodurile din lista dublă legată, astfel încât primul nod să devină ultimul nod, în timp ce ultimul nod devine primul nod.

Căutare

Operația de căutare din lista dublă legată este utilizată pentru a căuta un anumit nod din lista legată. În acest scop, trebuie să traversăm lista până când se găsesc datele potrivite.

Inserare

Introduceți un nod în partea din față

Introduceți un nod în partea din față

Inserarea unui nou nod în partea din față a listei este prezentată mai sus. După cum s-a văzut, noul nod anterior N este setat la nul. Îndreptați spre noul nod. Următorul indicator al lui N indică acum N1 și anterior al lui N1, care anterior arăta spre Null, arată acum spre N.

Introduceți nodul la sfârșit

Introduceți nodul la sfârșit

Inserarea nodului la sfârșitul listei dublu legate se realizează prin îndreptarea următorului indicator al noului nod N către nul. Pointerul anterior al lui N este îndreptat spre N5. Indicatorul „Next” al N5 este îndreptat spre N.

Introduceți nodul înainte / după nodul dat

Introduceți nodul înainte-după nodul dat

Așa cum se arată în diagrama de mai sus, când trebuie să adăugăm un nod înainte sau după un anumit nod, schimbăm pointerele anterioare și următoare ale nodurilor anterioare și ulterioare, astfel încât să indicăm în mod corespunzător către noul nod. De asemenea, noile indicatoare de noduri sunt îndreptate în mod corespunzător către nodurile existente.

Următorul program C ++ demonstrează toate metodele de mai sus pentru a insera noduri în lista dublă legată.

#include using namespace std; // A doubly linked list node struct Node { int data; struct Node* next; struct Node* prev; }; //inserts node at the front of the list void insert_front(struct Node** head, int new_data) { //allocate memory for New node struct Node* newNode = new Node; //assign data to new node newNode->data = new_data; //new node is head and previous is null, since we are adding at the front newNode->next = (*head); newNode->prev = NULL; //previous of head is new node if ((*head) != NULL) (*head)->prev = newNode; //head points to new node (*head) = newNode; } /* Given a node as prev_node, insert a new node after the given node */ void insert_After(struct Node* prev_node, int new_data) { //check if prev node is null if (prev_node == NULL) { coutnext = prev_node->next; //set next of prev node to newnode prev_node->next = newNode; //now set prev of newnode to prev node newNode->prev = prev_node; //set prev of new node's next to newnode if (newNode->next != NULL) newNode->next->prev = newNode; } //insert a new node at the end of the list void insert_end(struct Node** head, int new_data) { //allocate memory for node struct Node* newNode = new Node; struct Node* last = *head; //set last node value to head //set data for new node newNode->data = new_data; //new node is the last node , so set next of new node to null newNode->next = NULL; //check if list is empty, if yes make new node the head of list if (*head == NULL) { newNode->prev = NULL; *head = newNode; return; } //otherwise traverse the list to go to last node while (last->next != NULL) last = last->next; //set next of last to new node last->next = newNode; //set last to prev of new node newNode->prev = last; return; } // This function prints contents of linked list starting from the given node void displayList(struct Node* node) { struct Node* last; while (node != NULL) { coutnext; } if(node == NULL) cout

Ieșire:

Lista dublă legată este după cum urmează:

1020304050NULL

Programul de mai sus construiește o listă dublă legată prin inserarea nodurilor folosind trei metode de inserare, adică inserarea nodului în față, inserarea nodului la sfârșit și inserarea nodului după nodul dat.

Apoi, demonstrăm aceeași operație ca o implementare Java.

// Java Class for Doubly Linked List class Doubly_linkedList { Node head; // list head /* Doubly Linked list Node*/ class Node { int data; Node prev; Node next; //create a new node using constructor Node(int d) { data = d; } } // insert a node at the front of the list public void insert_front(int new_data) { /* 1. allocate node * 2. put in the data */ Node new_Node = new Node(new_data); /* 3. Make next of new node as head and previous as NULL */ new_Node.next = head; new_Node.prev = null; /* 4. change prev of head node to new node */ if (head != null) head.prev = new_Node; /* 5. move the head to point to the new node */ head = new_Node; } //insert a node after the given prev node public void Insert_After(Node prev_Node, int new_data) { //check that prev node is not null if (prev_Node == null) { System.out.println('The previous node is required,it cannot be NULL '); return; } //allocate new node and set it to data Node newNode = new Node(new_data); //set next of newNode as next of prev node newNode.next = prev_Node.next; //set new node to next of prev node prev_Node.next = newNode; //set prev of newNode as prev node newNode.prev = prev_Node; //set prev of new node's next to newnode if (newNode.next != null) newNode.next.prev = newNode; } // Add a node at the end of the list void insert_end(int new_data) { //allocate the node and set the data Node newNode = new Node(new_data); Node last = head; //set last as the head //set next of new node to null since its the last node newNode.next = null; //set new node as head if the list is null if (head == null) { newNode.prev = null; head = newNode; return; } //if list is not null then traverse it till the last node and set last next to last while (last.next != null) last = last.next; last.next = newNode; //set last next to new node newNode.prev = last; //set last as prev of new node } // display the contents of linked list starting from the given node public void displaylist(Node node) { Node last = null; while (node != null) { System.out.print(node.data + ''); last = node; node = node.next; } if(node == null) System.out.print('null'); System.out.println(); } } class Main{ public static void main(String() args) { /* Start with the empty list */ Doubly_linkedList dll = new Doubly_linkedList(); // Insert 40. dll.insert_end(40); // Insert 20 at the beginning. dll.insert_front(20); // Insert 10 at the beginning. dll.insert_front(10); // Insert 50 at the end. dll.insert_end(50); // Insert 30, after 20. dll.Insert_After(dll.head.next, 30); System.out.println('Doubly linked list created is as follows: '); dll.displaylist(dll.head); } }

Ieșire:

Lista dublă legată creată este următoarea:

unde să vizionați animate online gratuit

1020304050 nul

Ștergere

Un nod poate fi șters dintr-o listă dublă legată din orice poziție, cum ar fi din față, din capăt sau din orice altă poziție dată sau date date.

Când ștergeți un nod din lista dublu legată, repoziționăm mai întâi indicatorul care indică respectivul nod, astfel încât nodurile anterioare și ulterioare să nu aibă nicio conexiune cu nodul care trebuie șters. Putem apoi șterge cu ușurință nodul.

Luați în considerare următoarea listă dublă legată cu trei noduri A, B, C. Să considerăm că trebuie să ștergem nodul B.

listă dublă legată cu trei noduri A, B, C

Așa cum se arată în seria de mai sus a diagramei, am demonstrat ștergerea nodului B din lista legată dată. Secvența de operație rămâne aceeași chiar dacă nodul este primul sau ultimul. Singura grijă care trebuie luată este că, în cazul în care primul nod este șters, indicatorul anterior al doilea nod va fi setat la nul.

În mod similar, când ultimul nod este șters, următorul indicator al nodului anterior va fi setat la nul. Dacă sunt șterse între noduri, atunci secvența va fi ca mai sus.

Părăsim programul pentru a șterge un nod dintr-o listă dublă legată. Rețineți că implementarea va fi pe linia implementării inserției.

Lista inversă legată dublu

Inversarea unei liste dublu legată este o operațiune importantă. În acest sens, schimbăm pur și simplu indicatoarele anterioare și următoare ale tuturor nodurilor și schimbăm, de asemenea, indicatoarele cap și coadă.

Mai jos este o listă dublă legată:

Lista inversă dublă legată

După implementarea C ++, se afișează Reverse Doubly Linked List.

#include using namespace std; //node declaration for doubly linked list struct Node { int data; struct Node *prev, *next; }; Node* newNode(int val) { Node* temp = new Node; temp->data = val; temp->prev = temp->next = nullptr; return temp; } void displayList(Node* head) { while (head->next != nullptr) { cout next; } cout next = *head; (*head)->prev = temp; (*head) = temp; } // reverse the doubly linked list void reverseList(Node** head) { Node* left = *head, * right = *head; // traverse entire list and set right next to right while (right->next != nullptr) right = right->next; //swap left and right data by moving them towards each other till they meet or cross while (left != right && left->prev != right) { // Swap left and right pointer data swap(left->data, right->data); // Advance left pointer left = left->next; // Advance right pointer right = right->prev; } } int main() { Node* headNode = newNode(5); insert(&headNode, 4); insert(&headNode, 3); insert(&headNode, 2); insert(&headNode, 1); cout << 'Original doubly linked list: ' << endl; displayList(headNode); cout << 'Reverse doubly linked list: ' << endl; reverseList(&headNode); displayList(headNode); return 0; }

Ieșire:

Lista originală dublă legată:

1 2 3 4 5

Lista inversă dublă legată:

5 4 3 2 1

Aici schimbăm indicatoarele stânga și dreapta și le deplasăm unul către celălalt până când se întâlnesc sau se încrucișează. Apoi primul și ultimul nod sunt schimbate.

Următorul program este implementarea Java pentru inversarea unei liste dublu conectate. În acest program, de asemenea, folosim schimbarea nodurilor stânga și dreapta, așa cum am făcut în programul nostru anterior.

// Java Program to Reverse a doubly linked List using Data Swapping class Main{ static class Node { int data; Node prev, next; }; static Node newNode(int new_data) { Node temp = new Node(); temp.data = new_data; temp.prev = temp.next = null; return temp; } static void displayList(Node head) { while (head.next != null) { System.out.print(head.data+ ' '); head = head.next; } System.out.println( head.data ); } // Insert a new node at the head of the list static Node insert(Node head, int new_data) { Node temp = newNode(new_data); temp.next = head; (head).prev = temp; (head) = temp; return head; } // Function to reverse the list static Node reverseList(Node head) { Node left = head, right = head; // traverse the list, set right pointer to end of list while (right.next != null) right = right.next; // move left and right pointers and swap their data till they meet or cross each other while (left != right && left.prev != right) { // Swap data of left and right pointer int t = left.data; left.data = right.data; right.data = t; left = left.next; // Advance left pointer right = right.prev; // Advance right pointer } return head; } public static void main(String args()) { Node headNode = newNode(5); headNode = insert(headNode, 4); headNode = insert(headNode, 3); headNode = insert(headNode, 2); headNode = insert(headNode, 1); System.out.println('Original doubly linked list:'); displayList(headNode); System.out.println('Reversed doubly linked list:'); headNode=reverseList(headNode); displayList(headNode); } }

Ieșire:

Lista originală dublă legată:

1 2 3 4 5

Listă inversată dublu legată:

5 4 3 2 1

Avantaje / Dezavantaje față de lista legată individual

Să discutăm câteva dintre avantajele și dezavantajele listei dublă legată față de lista legată individual.

Avantaje:

  • Lista dublă legată poate fi parcursă în direcții înainte și înapoi, spre deosebire de lista legată individual, care poate fi parcursă doar în direcția înainte.
  • Operația de ștergere într-o listă dublă este mai eficientă în comparație cu lista individuală atunci când este dat un nod dat. Într-o listă legată individual, deoarece avem nevoie de un nod anterior pentru a șterge nodul dat, uneori trebuie să traversăm lista pentru a găsi nodul anterior. Acest lucru atinge performanța.
  • Operația de inserare se poate face cu ușurință într-o listă dublă legată, în comparație cu lista legată individual.

Dezavantaje:

  • Deoarece lista dublă legată conține încă un indicator suplimentar, adică anterior, spațiul de memorie ocupat de lista dublă legată este mai mare în comparație cu lista legată individual.
  • Deoarece sunt prezenți doi indicatori, adică anterioară și următoare, toate operațiunile efectuate pe lista dublu legată trebuie să aibă grijă de acești indicatori și să le mențină, rezultând astfel un blocaj de performanță.

Aplicații ale listei dublu legate

O listă dublă legată poate fi aplicată în diverse scenarii și aplicații din viața reală, așa cum este discutat mai jos.

  • O punte de cărți într-un joc este un exemplu clasic de listă dublă legată. Având în vedere că fiecare carte dintr-un pachet are cartea anterioară și următoarea carte aranjate secvențial, acest pachet de cărți poate fi reprezentat cu ușurință folosind o listă dublă legată.
  • Istoricul / memoria cache a browserului - Memoria cache a browserului are o colecție de adrese URL și poate fi navigat folosind butoanele înainte și înapoi, este un alt exemplu bun care poate fi reprezentat ca o listă dublă legată.
  • Cel mai recent utilizat (MRU) poate fi, de asemenea, reprezentat ca o listă dublă legată.
  • Alte structuri de date cum ar fi Stacks, tabel hash, arborele binar poate fi, de asemenea, construit sau programat folosind o listă dublă legată.

Concluzie

O listă dublă legată este o variantă a listei legate individual. Acesta diferă de lista legată individual prin aceea că fiecare nod conține un indicator suplimentar față de nodul anterior împreună cu indicatorul următor.

Această prezență a unui indicator suplimentar facilitează operațiile de inserare, ștergere pe lista dublă legată, dar în același timp necesită memorie suplimentară pentru a stoca acești indicatori suplimentari.

După cum sa discutat deja, lista dublă legată are diverse utilizări în scenarii în timp real, cum ar fi cache-ul browserului, MRU-uri, etc. Putem reprezenta și alte structuri de date cum ar fi copaci, tabele hash etc. folosind o listă dublă legată.

În următorul nostru tutorial, vom afla mai multe despre Circular Linked List.

=> Citiți aici seria populară de formare C ++.

Lectură recomandată

^