实现双向链表需定义含数据域和前后指针的节点结构，通过链表类管理头尾指针，支持高效插入、删除、查找与双向遍历操作。
实现一个双向链表，关键在于定义节点结构和链表类，管理好前驱和后继指针。C++中通过指针操作可以高效完成插入、删除等操作，同时保证双向遍历的灵活性。
定义节点结构
每个节点包含数据域和两个指针：一个指向下一个节点（next），另一个指向前一个节点（prev）。
struct ListNode {
int data;
ListNode* prev;
ListNode* next;
// 构造函数
ListNode(int val) : data(val), prev(nullptr), next(nullptr) {}};
实现双向链表类
封装链表操作，包括插入、删除、查找和遍历等功能。维护头指针（head）和尾指针（tail）能提升效率。
class DoublyLinkedList {
private:
ListNode* head;
ListNode* tail;
public:
DoublyLinkedList() : head(nullptr), tail(nullptr) {}
~DoublyLinkedList() {
while (head) {
ListNode* temp = head;
head = head->next;
delete temp;
}
}
// 在链表末尾插入节点
void append(int val) {
ListNode* newNode = new ListNode(val);
if (!head) {
head = tail = newNode;
return;
}
tail->next = newNode;
newNode->prev = tail;
tail = newNode;
}
// 在链表开头插入节点
void prepend(int val) {
ListNode* newNode = new ListNode(val);
if (!head) {
head = tail = newNode;
return;
}
newNode->next = head;
head->prev = newNode;
head = newNode;
}
// 删除第一个值为val的节点
bool remove(int val) {
ListNode* current = head;
while (current) {
if (current->data == val) {
if (current->prev) {
current->prev->next = current->next;
} else {
head = c
urrent->next; // 当前是头节点
}
if (current->next) {
current->next->prev = current->prev;
} else {
tail = current->prev; // 当前是尾节点
}
delete current;
return true;
}
current = current->next;
}
return false; // 未找到
}
// 打印链表（正向）
void printForward() const {
ListNode* current = head;
while (current) {
std::cout << current->data << " <-> ";
current = current->next;
}
std::cout << "nullptr" << std::endl;
}
// 打印链表（反向）
void printBackward() const {
ListNode* current = tail;
while (current) {
std::cout << current->data << " <-> ";
current = current->prev;
}
std::cout << "nullptr" << std::endl;
}};
urrent->next; // 当前是头节点
}
if (current->next) {
current->next->prev = current->prev;
} else {
tail = current->prev; // 当前是尾节点
}
delete current;
return true;
}
current = current->next;
}
return false; // 未找到
}
// 打印链表（正向）
void printForward() const {
ListNode* current = head;
while (current) {
std::cout << current->data << " <-> ";
current = current->next;
}
std::cout << "nullptr" << std::endl;
}
// 打印链表（反向）
void printBackward() const {
ListNode* current = tail;
while (current) {
std::cout << current->data << " <-> ";
current = current->prev;
}
std::cout << "nullptr" << std::endl;
}使用示例与注意事项
下面是一个简单的测试代码，演示基本操作：
int main() {
DoublyLinkedList dll;
dll.append(10);
dll.append(20);
dll.prepend(5);
dll.printForward(); // 输出: 5 <-> 10 <-> 20 <-> nullptr
dll.printBackward(); // 输出: 20 <-> 10 <-> 5 <-> nullptr
dll.remove(10);
dll.printForward(); // 输出: 5 <-> 20 <-> nullptr
return 0;
}
注意内存释放问题，尤其是在频繁插入删除场景下避免泄漏。构造函数初始化指针为nullptr很关键，防止野指针。插入删除时要全面考虑边界情况：空链表、单节点、头尾节点等。
基本上就这些。
