Meni

Dvojno povezana podatkovna struktura seznama v jeziku C ++ z ilustracijo

  • Glavni
  • Drugo
  • Dvojno povezana podatkovna struktura seznama v jeziku C ++ z ilustracijo

doubly linked list data structure c with illustration

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav

Poglobljena vadnica na dvojno povezanem seznamu.

Dvojno povezan seznam je različica posamezno povezanega seznama. Zavedamo se, da je posamezno povezan seznam zbirka vozlišč, pri čemer ima vsako vozlišče podatkovni del in kazalec, ki kaže na naslednje vozlišče.

Dvojno povezan seznam je tudi zbirka vozlišč. Vsako vozlišče je tukaj sestavljeno iz podatkovnega dela in dveh kazalcev. En kazalec kaže na prejšnje vozlišče, drugi pa na naslednje vozlišče.

=> Tukaj preverite vadnice za globoko učenje C ++.

DVOJNO POVEZANI SEZNAM

Kaj se boste naučili:

Dvojno povezan v jeziku C ++

Tako kot na enojno povezanem seznamu ima tudi dvojno povezan glava in rep. Prejšnji kazalec glave je nastavljen na NULL, saj je to prvo vozlišče. Naslednji kazalec repnega vozlišča je nastavljen na NULL, saj je to zadnje vozlišče.

Osnovna postavitev dvojno povezanega seznama je prikazana na spodnjem diagramu.

Osnovna postavitev dvojno povezanega seznama

Na zgornji sliki vidimo, da ima vsako vozlišče dva kazalca, eden kaže na prejšnje vozlišče in drugi na naslednje vozlišče. Samo prvo vozlišče (glava) ima prejšnje vozlišče nastavljeno na nulo, zadnje vozlišče (rep) pa ima naslednji kazalec na nič.

Ker dvojno povezan seznam vsebuje dva kazalca, torej prejšnji in naslednji, ga lahko prehodimo v smeri naprej in nazaj. To je glavna prednost dvojno povezanega seznama pred posamezno povezanim seznamom.

Predloga načrta preskusa avtomatizacije za selen

Izjava

V deklaraciji v slogu C je vozlišče dvojno povezanega seznama predstavljeno na naslednji način:

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

Poleg zgornje izjave lahko vozlišče na dvojno povezanem seznamu predstavimo tudi kot razred v jeziku C ++. Dvojno povezan seznam je predstavljen kot razred, kadar uporabljamo STL v jeziku C ++. Dvojno povezan seznam lahko izvedemo tudi z uporabo razreda v Javi.

Osnovne operacije

Sledi nekaj operacij, ki jih lahko izvedemo na dvojno povezanem seznamu.

Vstavitev

Postopek vstavljanja dvojno povezanega seznama vstavi novo vozlišče v povezani seznam. Glede na položaj, kamor naj se vstavi novo vozlišče, imamo lahko naslednje operacije vstavljanja.

  • Vstavitev spredaj - Vstavi novo vozlišče kot prvo vozlišče.
  • Vstavitev na koncu - Na koncu vstavi novo vozlišče kot zadnje vozlišče.
  • Vstavljanje pred vozlišče - Če dobi vozlišče, pred to vozlišče vstavi novo vozlišče.
  • Vstavljanje po vozlišču - Glede na vozlišče vstavi novo vozlišče za tem vozliščem.

Izbris

Operacija brisanja izbriše vozlišče z določenega položaja na dvojno povezanem seznamu.

  • Izbris prvega vozlišča - Izbriše prvo vozlišče na seznamu
  • Brisanje zadnjega vozlišča - Izbriše zadnje vozlišče na seznamu.
  • Brisanje vozlišča glede na podatke - Glede na podatke operacija ujema podatke s podatki vozlišča na povezanem seznamu in to vozlišče izbriše.

Prehod

Prehod je tehnika obiska vsakega vozlišča na povezanem seznamu. Na dvojno povezanem seznamu imamo dve vrsti prehodov, saj imamo na dvojno povezanem seznamu dva kazalca z različnimi smermi.

  • Prehod naprej - Prehod se izvede z uporabo naslednjega kazalca, ki je v smeri naprej.
  • Prehod nazaj - Prehod se izvede s prejšnjim kazalcem, ki je v smeri nazaj.

Vzvratno

Ta operacija obrne vozlišča na dvojno povezanem seznamu, tako da prvo vozlišče postane zadnje vozlišče, zadnje vozlišče pa prvo vozlišče.

Iskanje

Operacija iskanja na dvojno povezanem seznamu se uporablja za iskanje določenega vozlišča na povezanem seznamu. V ta namen moramo prečkati seznam, dokler ne najdemo ustreznih podatkov.

Vstavitev

Vstavite vozlišče spredaj

Vstavite vozlišče spredaj

Vstavitev novega vozlišča na sprednji strani seznama je prikazana zgoraj. Kot je razvidno, je prejšnje novo vozlišče N nastavljeno na nič. Head kaže na novo vozlišče. Naslednji kazalec N zdaj kaže na N1 in prejšnji od N1, ki je prej kazal na Null, zdaj kaže na N.

Na koncu vstavite vozlišče

Na koncu vstavite vozlišče

Vstavljanje vozlišča na konec dvojno povezanega seznama se doseže z usmerjanjem naslednjega kazalca novega vozlišča N na nulo. Prejšnji kazalec N je usmerjen na N5. Kazalec ‘Next’ N5 je usmerjen na N.

Vstavi vozlišče pred / za dano vozlišče

Vstavi vozlišče pred dano vozlišče

Kot je prikazano na zgornjem diagramu, ko moramo vozlišče dodati pred določenim vozliščem ali za njim, spremenimo prejšnji in naslednji kazalec vozlišč pred in za vozlišči, da ustrezno pokažemo na novo vozlišče. Poleg tega so novi kazalci vozlišč ustrezno usmerjeni na obstoječa vozlišča.

Naslednji program C ++ prikazuje vse zgornje metode za vstavljanje vozlišč na dvojno povezan seznam.

#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

Izhod:

Dvojno povezan seznam je naslednji:

1020304050 NULL

Zgornji program izdela dvojno povezan seznam tako, da vozlišča vstavi s tremi metodami vstavljanja, tj. Vstavi vozlišče spredaj, vstavi vozlišče na koncu in vstavi vozlišče za dano vozlišče.

Nato predstavimo enako operacijo kot implementacija Jave.

// 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); } }

Izhod:

Ustvarjen je dvojno povezan seznam:

python selenium poišči element po besedilu

1020304050 nična

Izbris

Vozlišče lahko z dvojno povezanega seznama izbrišete s katerega koli položaja, na primer s sprednjega, končnega ali katerega koli drugega položaja ali danih podatkov.

Pri brisanju vozlišča s seznama, ki je dvojno povezan, najprej premaknemo kazalec, ki kaže na določeno vozlišče, tako da prejšnja in naslednja vozlišča nimajo nobene povezave z vozliščem, ki ga je treba izbrisati. Nato lahko vozlišče enostavno izbrišemo.

Upoštevajte naslednji dvojno povezan seznam s tremi vozlišči A, B, C. Upoštevajmo, da moramo vozlišče B izbrisati.

dvojno povezan seznam s tremi vozlišči A, B, C

Kot je prikazano v zgornji seriji diagrama, smo dokazali izbris vozlišča B z danega povezanega seznama. Zaporedje operacij ostane enako, tudi če je vozlišče prvo ali zadnje. Edino je treba paziti, da bo v primeru, da se prvo vozlišče izbriše, prejšnji kazalec drugega vozlišča nastavljen na nič.

Podobno, ko bo izbrisano zadnje vozlišče, bo naslednji kazalnik prejšnjega vozlišča nastavljen na nič. Če se med vozlišči izbriše, bo zaporedje kot zgoraj.

Zapustimo program za brisanje vozlišča z dvojno povezanega seznama. Upoštevajte, da bo izvedba v vrsticah izvedbe vstavljanja.

Obrni dvojno povezan seznam

Spreminjanje dvojno povezanega seznama je pomembna operacija. Pri tem preprosto zamenjamo prejšnji in naslednji kazalnik vseh vozlišč ter tudi zamenjava kazalcev glave in repa.

Spodaj je dvojno povezan seznam:

Obrni dvojno povezan seznam

Po izvedbi C ++ je prikazan Povratni dvojno povezan seznam.

#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; }

Izhod:

Originalni dvojno povezan seznam:

1 2 3 4 5

Povratni dvojno povezan seznam:

5 4 3 2 1

Tu zamenjamo levi in ​​desni kazalci in jih premaknemo drug proti drugemu, dokler se ne srečajo ali prečkajo. Nato se zamenjata prvo in zadnje vozlišče.

Naslednji program je izvedba Java za razveljavitev dvojno povezanega seznama. V tem programu uporabljamo tudi zamenjavo levega in desnega vozlišča kot v prejšnjem programu.

// 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); } }

Izhod:

Originalni dvojno povezan seznam:

1 2 3 4 5

Obrnjen dvojno povezan seznam:

5 4 3 2 1

Prednosti / slabosti pred enojno povezanim seznamom

Pogovorimo se o nekaterih prednostih in slabostih dvojno povezanega seznama pred posamezno povezanim seznamom.

Prednosti:

  • Dvojno povezanega seznama je mogoče premikati v smeri naprej in nazaj, v nasprotju s posamično povezanim seznamom, ki ga je mogoče premikati samo v smeri naprej.
  • Operacija brisanja v dvojno povezanem seznamu je učinkovitejša v primerjavi s posamičnim seznamom, ko je dano vozlišče. Na enojno povezanem seznamu, ker potrebujemo prejšnje vozlišče, da izbrišemo dano vozlišče, moramo včasih prehoditi seznam, da poiščemo prejšnje vozlišče. To doseže uspešnost.
  • Postopek vstavljanja je mogoče enostavno narediti na dvojno povezanem seznamu v primerjavi s samostojno povezanim seznamom.

Slabosti:

  • Ker dvojno povezan seznam vsebuje še en dodatni kazalec, tj. Prejšnji, je pomnilniški prostor, ki ga zavzame dvojno povezan seznam, večji v primerjavi s posamezno povezanim seznamom.
  • Ker sta prisotna dva kazalca, tj. Prejšnji in naslednji, morajo vse operacije, ki se izvajajo na dvojno povezanem seznamu, skrbeti za te kazalce in jih vzdrževati, kar ima za posledico ozko grlo pri uspešnosti.

Aplikacije dvojno povezanega seznama

Dvojno povezan seznam je mogoče uporabiti v različnih resničnih scenarijih in aplikacijah, kot je opisano spodaj.

  • Krov kart v igri je klasičen primer dvojno povezanega seznama. Glede na to, da ima vsaka karta v krogu zaporedno razporejeno prejšnjo in naslednjo karto, jo je mogoče s pomočjo dvojno povezanega seznama enostavno predstaviti.
  • Zgodovina / predpomnilnik brskalnika - Predpomnilnik brskalnika ima zbirko URL-jev, po njem pa se lahko premikate z gumbi naprej in nazaj, je še en dober primer, ki ga lahko predstavimo kot dvojno povezan seznam.
  • Nedavno uporabljeni (MRU) je mogoče predstaviti tudi kot dvojno povezan seznam.
  • Druge podatkovne strukture, kot so skladi, hash tabela, binarno drevo, je mogoče izdelati ali programirati tudi z dvojno povezanim seznamom.

Zaključek

Dvojno povezan seznam je različica posamezno povezanega seznama. Od enojno povezanega seznama se razlikuje po tem, da vsako vozlišče vsebuje dodaten kazalec na prejšnje vozlišče skupaj z naslednjim kazalcem.

Prisotnost dodatnega kazalca olajša operacije vstavljanja in brisanja na dvojno povezanem seznamu, hkrati pa za shranjevanje teh dodatnih kazalcev zahteva dodaten pomnilnik.

Kot smo že omenili, ima dvojno povezan seznam različne namene v realnem času, na primer predpomnilnik brskalnika, MRU itd. Z dvojno povezanim seznamom lahko predstavimo tudi druge podatkovne strukture, kot so drevesa, hash tabele itd.

V naši naslednji vadnici bomo izvedeli več o krožno povezanem seznamu.

=> Tukaj preberite priljubljeno serijo usposabljanj za C ++.

Priporočeno branje

^