C++双向链表：实现原理及用法
2023-07-02 21:19:16
深夜i
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C++
双向链表
实现原理
用法
数据结构
C++双向链表是一种常用的数据结构，它可以允许用户在链表中随意插入、删除节点。和单向链表不同的是，双向链表中每个节点都有两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点，这样可以方便地在链表中进行插入、删除、查找等操作。
实现原理
双向链表的实现原理大致可以分为以下三步：
1. 定义节点结构体
在 C++ 中，可以用结构体来定义链表节点，每个节点包含两个指针和一个数据域。指针分别指向前一个节点和后一个节点，数据域存储节点所需信息。
2. 插入节点
当需要插入一个新节点时，先将它的 next 指针指向当前节点的后一个节点，然后将当前节点的后一个节点的 prev 指针指向新节点，最后将当前节点的 next 指针指向新节点即可。
3. 删除节点
删除节点时，先将当前节点的前一个节点的 next 指针指向当前节点的后一个节点，然后将当前节点的后一个节点的 prev 指针指向当前节点的前一个节点，最后将当前节点从内存中删除即可。
用法
双向链表和其他数据结构一样，具有很多用途。常见的用途包括：
1. 实现 LRU 缓存淘汰算法
由于双向链表具有快速插入、删除等操作，因此它可以很好地用于实现 LRU 缓存淘汰算法。具体实现方法是，将最近访问的元素插入到链表头部，当缓存满时，删除链表尾部的元素即可。
2. 实现双端队列
将双向链表的头指针和尾指针分别指向链表的头部和尾部，就可以实现一个高效的双端队列。
3. 实现多项式运算
双向链表可以存储多项式，并且支持多项式的加、减、乘等运算。
总结
C++ 双向链表是一种常用的数据结构，它比单向链表更加灵活，可以支持更多的操作。使用双向链表可以更加高效地实现多种算法和数据结构，是程序设计中不可或缺的一部分。
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