Menü

Çizimle C ++ 'da Çift Bağlantılı Liste Veri Yapısı

  • Ana
  • Diğer
  • Çizimle C ++ 'da Çift Bağlantılı Liste Veri Yapısı

doubly linked list data structure c with illustration

Sorunları Ortadan Kaldırmak Için Enstrümanımızı Deneyin

Çift Bağlantılı Listede Derinlemesine Bir Eğitim.

Çift bağlantılı bir liste, tekil bağlantılı listenin bir varyasyonudur. Tekil bağlantılı listenin, her düğümün bir veri kısmına ve bir sonraki düğüme işaret eden bir işaretçiye sahip olduğu bir düğümler koleksiyonu olduğunun farkındayız.

Çift bağlantılı bir liste aynı zamanda bir düğümler koleksiyonudur. Buradaki her düğüm bir veri bölümü ve iki işaretleyiciden oluşur. Bir işaretçi bir önceki düğümü gösterirken, ikinci işaretçi bir sonraki düğümü gösterir.

=> Derinlemesine C ++ Eğitim Öğreticilerine Buradan Bakabilirsiniz.

ÇİFT BAĞLANTILI LİSTE

Ne öğreneceksin:

C ++ 'da Çift Bağlantılı

Tekil bağlantılı listede olduğu gibi, çift bağlantılı listenin de bir başı ve bir kuyruğu vardır. Başın önceki göstericisi, bu ilk düğüm olduğu için NULL'a ayarlanmıştır. Kuyruk düğümünün bir sonraki göstericisi, bu son düğüm olduğu için NULL'a ayarlanmıştır.

Çift bağlantılı listenin temel bir düzeni aşağıdaki diyagramda gösterilmektedir.

Çift bağlantılı listenin temel düzeni

Yukarıdaki şekilde, her bir düğümün, biri önceki düğüme, diğeri sonraki düğüme işaret eden iki işaretçiye sahip olduğunu görüyoruz. Yalnızca ilk düğümün (baş) önceki düğümü null olarak ayarlanmıştır ve son düğümün (kuyruk) bir sonraki işaretçisi null olarak ayarlanmıştır.

Çift bağlantılı liste iki işaretçi içerdiğinden, yani önceki ve sonraki, ileri ve geri yönlere gidebiliriz. Bu, çift bağlantılı listenin tek bağlantılı listeye göre ana avantajıdır.

Windows için en iyi ücretsiz python ide

Beyanname

C-tarzı bildirimde, çift bağlantılı listenin bir düğümü aşağıdaki gibi temsil edilir:

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

Yukarıdaki bildirimin dışında, çift bağlantılı listede bir düğümü C ++ 'da bir sınıf olarak da temsil edebiliriz. Çift bağlantılı bir liste, C ++ 'da STL kullandığımızda bir sınıf olarak temsil edilir. Java'da da bir sınıf kullanarak çift bağlantılı bir liste uygulayabiliriz.

Temel işlemler

Çift bağlantılı bir listede gerçekleştirebileceğimiz işlemlerden bazıları aşağıdadır.

Yerleştirme

Çift bağlantılı listenin ekleme işlemi, bağlantılı listeye yeni bir düğüm ekler. Yeni düğümün ekleneceği konuma bağlı olarak, aşağıdaki ekleme işlemlerini yapabiliriz.

  • Ön tarafa yerleştirme - İlk düğüm olarak yeni bir düğüm ekler.
  • Sonunda ekleme - Son düğüm olarak sonuna yeni bir düğüm ekler.
  • Bir düğümden önce ekleme - Bir düğüm verildiğinde, bu düğümden önce yeni bir düğüm ekler.
  • Bir düğümden sonra ekleme - Bir düğüm verildiğinde, bu düğümden sonra yeni bir düğüm ekler.

Silme

Silme işlemi, çift bağlantılı listedeki belirli bir konumdan bir düğümü siler.

  • İlk düğümün silinmesi - Listedeki ilk düğümü siler
  • Son düğümün silinmesi - Listedeki son düğümü siler.
  • Verilere göre bir düğümün silinmesi - Veriler verildiğinde işlem, verileri bağlantılı listedeki düğüm verileriyle eşleştirir ve bu düğümü siler.

Geçiş

Geçiş, bağlantılı listedeki her düğümü ziyaret etme tekniğidir. Çift bağlantılı bir listede, çift bağlantılı listede farklı yönlere sahip iki işaretçimiz olduğu için iki tür çapraz geçişimiz vardır.

  • İleri geçiş - Geçiş, ileri yöndeki bir sonraki işaretçi kullanılarak yapılır.
  • Geriye doğru geçiş - Geçiş, geri yön olan önceki işaretçi kullanılarak yapılır.

Ters

Bu işlem, çift bağlantılı listedeki düğümleri tersine çevirir, böylece ilk düğüm son düğüm olurken son düğüm ilk düğüm olur.

Arama

Çift bağlantılı listedeki arama işlemi, bağlantılı listede belirli bir düğümü aramak için kullanılır. Bu amaçla, eşleşen bir veri bulunana kadar listeyi taramamız gerekir.

Yerleştirme

Ön tarafa bir düğüm ekleyin

Ön tarafa bir düğüm ekleyin

Listenin önüne yeni bir düğümün eklenmesi yukarıda gösterilmiştir. Görüldüğü gibi, önceki yeni düğüm N null olarak ayarlanmıştır. Head, yeni düğüme işaret ediyor. N'nin bir sonraki göstericisi şimdi N1'i gösteriyor ve daha önce Null'u gösteren N1'den bir önceki şimdi N'yi gösteriyor

Sonuna düğüm ekle

Sonuna düğüm ekle

Çift bağlantılı listenin sonuna düğüm ekleme, yeni düğüm N'nin bir sonraki göstericisini boşa göstererek elde edilir. N'nin önceki göstergesi N5'i gösteriyor. N5'in 'Sonraki' göstergesi N'yi gösteriyor.

Verilen düğümden önce / sonra düğüm ekle

Verilen düğümden önce-sonra düğümü ekle

Yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi, belirli bir düğümden önce veya sonra bir düğüm eklememiz gerektiğinde, yeni düğümü uygun bir şekilde işaret edecek şekilde önceki ve sonraki düğümlerin önceki ve sonraki işaretçilerini değiştiririz. Ayrıca, yeni düğüm işaretçileri uygun şekilde mevcut düğümlere işaret edilir.

Aşağıdaki C ++ programı, çift bağlantılı listeye düğüm eklemek için yukarıdaki tüm yöntemleri gösterir.

#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

Çıktı:

Çift bağlantılı liste aşağıdaki gibidir:

1020304050NULL

Yukarıdaki program, düğümleri üç ekleme yöntemi kullanarak, yani düğümü öne yerleştirerek, düğümü sona ekleyerek ve verilen düğümden sonra düğümü ekleyerek çift bağlantılı bir liste oluşturur.

Ardından, bir Java uygulamasıyla aynı işlemi göstereceğiz.

// 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); } }

Çıktı:

Oluşturulan çift bağlantılı liste aşağıdaki gibidir:

çalıştırılabilir jar dosyası nasıl açılır

1020304050null

Silme

Bir düğüm, çift bağlantılı bir listeden, önden, sondan veya başka herhangi bir konumdan veya verilen verilerden silinebilir.

Çift bağlantılı listeden bir düğümü silerken, önce o belirli düğüme işaret eden işaretçiyi yeniden konumlandırırız, böylece önceki ve sonraki düğümlerin silinecek düğümle herhangi bir bağlantısı olmaz. Daha sonra düğümü kolayca silebiliriz.

Aşağıdaki A, B, C düğümlü çift bağlantılı listeyi düşünün.B düğümünü silmemiz gerektiğini düşünelim.

A, B, C üç düğümlü çift bağlantılı liste

Yukarıdaki diyagram serisinde gösterildiği gibi, verilen bağlantılı listeden B düğümünün silinmesini gösterdik. Düğüm birinci veya sonuncu olsa bile işlem sırası aynı kalır. Alınması gereken tek dikkat, birinci düğümün silinmesi durumunda, ikinci düğümün önceki işaretçisinin null olarak ayarlanacak olmasıdır.

Benzer şekilde, son düğüm silindiğinde, önceki düğümün bir sonraki göstericisi null olarak ayarlanacaktır. Düğümler arasında silinirse, sıra yukarıdaki gibi olacaktır.

Çift bağlantılı listeden bir düğümü silmek için programdan çıkıyoruz. Uygulamanın, ekleme uygulamasının satırlarında olacağını unutmayın.

Çift Bağlantılı Listeyi Ters Çevir

Çift bağlantılı bir listeyi tersine çevirmek önemli bir işlemdir. Bunda, tüm düğümlerin önceki ve sonraki işaretlerini değiştiririz ve ayrıca baş ve kuyruk işaretçilerini de değiştiririz.

Aşağıda çift bağlantılı bir liste verilmiştir:

Çift bağlantılı listeyi ters çevir

Aşağıdaki C ++ uygulaması Ters Çift Bağlantılı Listeyi gösterir.

#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; }

Çıktı:

Orijinal çift bağlantılı liste:

1 2 3 4 5

Çift bağlantılı listeyi ters çevir:

5 4 3 2 1

Burada sol ve sağ işaretçileri değiştirip birbirleriyle karşılaşana veya kesişene kadar birbirlerine doğru hareket ettiriyoruz. Daha sonra ilk ve son düğümler değiştirilir.

Bir sonraki program, çift bağlantılı bir listeyi tersine çevirmek için Java uygulamasıdır. Bu programda da önceki programımızda yaptığımız gibi sol ve sağ düğümlerin değiştirilmesinden yararlanıyoruz.

// 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); } }

Çıktı:

Orijinal çift bağlantılı liste:

1 2 3 4 5

Ters çift bağlantılı liste:

5 4 3 2 1

Tek Bağlantılı Listeye Göre Avantajlar / Dezavantajlar

Çift bağlantılı listenin bazı avantaj ve dezavantajlarını tekil bağlantılı liste üzerinden tartışalım.

Avantajlar:

  • Çift bağlantılı liste, yalnızca ileri yönde geçilebilen tek bağlantılı listeden farklı olarak, ileri ve geri yönlerde hareket ettirilebilir.
  • Çift bağlantılı listedeki silme işlemi, belirli bir düğüm verildiğinde tekil listeye kıyasla daha verimlidir. Tek bağlantılı bir listede, verilen düğümü silmek için önceki bir düğüme ihtiyacımız olduğundan, bazen önceki düğümü bulmak için listeyi geçmemiz gerekir. Bu, performansı etkiler.
  • Ekleme işlemi, tek bağlantılı listeye kıyasla çift bağlantılı bir listede kolayca yapılabilir.

Dezavantajları:

  • Çift bağlantılı liste bir tane daha fazla işaretçi içerdiğinden, yani önceki, çift bağlantılı listenin kapladığı hafıza alanı tek bağlantılı listeye kıyasla daha büyüktür.
  • İki işaretçi bulunduğundan, yani önceki ve sonraki, çift bağlantılı listede gerçekleştirilen tüm işlemler bu işaretçilerle ilgilenmeli ve bunları sürdürmeli ve böylece bir performans darboğazına yol açmalıdır.

Çift Bağlantılı Liste Uygulamaları

Aşağıda tartışıldığı gibi çeşitli gerçek hayat senaryoları ve uygulamalarında çift bağlantılı bir liste uygulanabilir.

  • Bir oyundaki kart destesi, çift bağlantılı listenin klasik bir örneğidir. Bir destedeki her kartın bir önceki karta ve sırayla düzenlenmiş bir sonraki karta sahip olduğu göz önüne alındığında, bu kart destesi, çift bağlantılı bir liste kullanılarak kolayca temsil edilebilir.
  • Tarayıcı geçmişi / önbellek - Tarayıcı önbelleğinin bir URL koleksiyonu vardır ve ileri ve geri düğmeleri kullanılarak gezinebilir, çift bağlantılı bir liste olarak gösterilebilecek başka bir iyi örnektir.
  • En son kullanılan (MRU) da çift bağlantılı bir liste olarak gösterilebilir.
  • Yığınlar, karma tablo, ikili ağaç gibi diğer veri yapıları da çift bağlantılı bir liste kullanılarak oluşturulabilir veya programlanabilir.

Sonuç

Çift bağlantılı bir liste, tekil bağlantılı listenin bir varyasyonudur. Her bir düğümün bir sonraki işaretçi ile birlikte önceki düğüme ek bir işaretçi içerdiği tek bağlantılı listeden farklıdır.

Bu ekstra işaretçinin varlığı, çift bağlantılı listedeki ekleme, silme işlemlerini kolaylaştırır, ancak aynı zamanda bu ekstra işaretçileri depolamak için fazladan bellek gerektirir.

Daha önce tartışıldığı gibi, çift bağlantılı listenin tarayıcı önbelleği, MRU'lar vb. Gibi gerçek zamanlı senaryolarda çeşitli kullanımları vardır. Çift bağlantılı bir liste kullanarak ağaçlar, karma tablolar vb. Gibi diğer veri yapılarını da temsil edebiliriz.

Bir sonraki eğitimimizde, Dairesel Bağlantılı Liste hakkında daha fazla bilgi edineceğiz.

=> Popüler C ++ Eğitim Serisini Buradan Okuyun.

Önerilen Kaynaklar

^