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लिंक की गई सूची

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struct singly_node
{
  struct singly_node * next;
};

struct doubly_node
{
  struct doubly_node * prev;
  struct doubly_node * next;
};

void doubly_node_bind (struct doubly_node * prev, struct doubly_node * next)
{
  prev->next = next;
  next->prev = prev;
}

void doubly_node_make_empty_circularly_list (struct doubly_node * head)
{
  doubly_node_bind (head, head);
}

void doubly_node_make_empty_linear_list (struct doubly_node * head, struct doubly_node * tail)
{
  head->prev = NULL;
  tail->next = NULL;
  doubly_node_bind (head, tail);
}

void doubly_node_insert_between
(struct doubly_node * prev, struct doubly_node * next, struct doubly_node * insertion)
{
  doubly_node_bind (prev, insertion);
  doubly_node_bind (insertion, next);
}

void doubly_node_insert_before
(struct doubly_node * tail, struct doubly_node * insertion)
{
  doubly_node_insert_between (tail->prev, tail, insertion);
}

void doubly_node_insert_after
(struct doubly_node * head, struct doubly_node * insertion)
{
  doubly_node_insert_between (head, head->next, insertion);
}

एक एकल लिंक की गई सूची की शुरुआत में एक नोड सम्मिलित करना

नीचे दिया गया कोड संख्याओं के लिए संकेत देगा और उन्हें लिंक की गई सूची की शुरुआत में जोड़ना जारी रखेगा।

/* This program will demonstrate inserting a node at the beginning of a linked list */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
  int data;
  struct Node* next;
};


void insert_node (struct Node **head, int nodeValue);
void print_list (struct Node *head);

int main(int argc, char *argv[]) {
  struct Node* headNode;
  headNode = NULL; /* Initialize our first node pointer to be NULL. */
  size_t listSize, i;
  do {
    printf("How many numbers would you like to input?\n");
  } while(1 != scanf("%zu", &listSize));

  for (i = 0; i < listSize; i++) {
    int numToAdd;
    do {
      printf("Enter a number:\n");
    } while (1 != scanf("%d", &numToAdd));

    insert_node (&headNode, numToAdd);
    printf("Current list after your inserted node: \n");
    print_list(headNode);
  }

  return 0;
}

void print_list (struct Node *head) {
  struct node* currentNode = head;

  /* Iterate through each link. */
  while (currentNode != NULL) {
      printf("Value: %d\n", currentNode->data);
      currentNode = currentNode -> next;
  }
}

void insert_node (struct Node **head, int nodeValue) {
  struct Node *currentNode = malloc(sizeof *currentNode);
  currentNode->data = nodeValue;
  currentNode->next = (*head);

  *head = currentNode;
}

नोड्स के सम्मिलन के लिए स्पष्टीकरण

यह समझने के लिए कि हम शुरुआत में नोड कैसे जोड़ते हैं, आइए एक नज़र डालते हैं संभावित परिदृश्यों पर:

1. सूची खाली है, इसलिए हमें एक नया नोड जोड़ना होगा। जिस स्थिति में, हमारी मेमोरी इस तरह दिखती है जहां HEAD पहले नोड का सूचक है:

| HEAD | --> NULL

लाइन currentNode->next = *headNode; currentNode->next का मान असाइन currentNode->next NULL बाद से headNode मूल रूप से NULL मान से शुरू होता NULL ।

अब, हम अपने वर्तमान नोड को इंगित करने के लिए अपना हेड नोड पॉइंटर सेट करना चाहते हैं।

  -----      -------------
 |HEAD | --> |CURRENTNODE| --> NULL /* The head node points to the current node */
  -----      -------------

यह *headNode = currentNode; साथ किया जाता है *headNode = currentNode;

2. सूची पहले से ही आबाद है; हमें शुरुआत में एक नया नोड जोड़ने की जरूरत है। सादगी के लिए, चलो 1 नोड के साथ शुरू करते हैं:

 -----    -----------
 HEAD --> FIRST NODE --> NULL
 -----    -----------

currentNode->next = *headNode , डेटा संरचना इस तरह दिखती है:

 ---------        -----    ---------------------
 currentNode -->  HEAD --> POINTER TO FIRST NODE --> NULL
 ---------        -----    ---------------------

कौन सा, जाहिर है के बाद से बदला जा करने की जरूरत है *headNode पर ले जाना चाहिए currentNode ।

 ----    -----------    ---------------
 HEAD -> currentNode -->     NODE       -> NULL
 ----    -----------    ---------------

यह *headNode = currentNode; साथ किया जाता है *headNode = currentNode;

नोड स्थिति में एक नोड सम्मिलित करना

अब तक, हमने एक एकल लिंक की गई सूची की शुरुआत में एक नोड डालने पर ध्यान दिया है । हालाँकि, अधिकांश समय आप नोड्स को कहीं और सम्मिलित करना चाहेंगे। नीचे लिखा गया कोड दिखाता है कि लिंक किए गए सूचियों में कहीं भी नोड्स सम्मिलित करने के लिए एक insert() फ़ंक्शन लिखना कैसे संभव है।

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
  int data;
  struct Node* next;
};

struct Node* insert(struct Node* head, int value, size_t position);
void print_list (struct Node* head);

int main(int argc, char *argv[]) {
  struct Node *head = NULL; /* Initialize the list to be empty */

  /* Insert nodes at positions with values: */
  head = insert(head, 1, 0);
  head = insert(head, 100, 1);
  head = insert(head, 21, 2);
  head = insert(head, 2, 3);
  head = insert(head, 5, 4);
  head = insert(head, 42, 2);

  print_list(head);
  return 0;
}

struct Node* insert(struct Node* head, int value, size_t position) {
  size_t i = 0;
  struct Node *currentNode;

  /* Create our node */
  currentNode = malloc(sizeof *currentNode);
  /* Check for success of malloc() here! */

  /* Assign data */
  currentNode->data = value;

  /* Holds a pointer to the 'next' field that we have to link to the new node.
     By initializing it to &head we handle the case of insertion at the beginning. */
  struct Node **nextForPosition = &head;
  /* Iterate to get the 'next' field we are looking for.
     Note: Insert at the end if position is larger than current number of elements. */
  for (i = 0; i < position && *nextForPosition != NULL; i++) {
      /* nextForPosition is pointing to the 'next' field of the node.
         So *nextForPosition is a pointer to the next node.
         Update it with a pointer to the 'next' field of the next node. */
      nextForPosition = &(*nextForPosition)->next;
  }

  /* Here, we are taking the link to the next node (the one our newly inserted node should
  point to) by dereferencing nextForPosition, which points to the 'next' field of the node
  that is in the position we want to insert our node at.
  We assign this link to our next value. */
  currentNode->next = *nextForPosition;

  /* Now, we want to correct the link of the node before the position of our
  new node: it will be changed to be a pointer to our new node. */
  *nextForPosition = currentNode;

  return head;
}

void print_list (struct Node* head) {
  /* Go through the list of nodes and print out the data in each node */
  struct Node* i = head;
  while (i != NULL) {
    printf("%d\n", i->data);
    i = i->next;
  }
}

लिंक की गई सूची को उलट देना

आप इस कार्य को पुनरावर्ती रूप से भी कर सकते हैं, लेकिन मैंने इस उदाहरण में एक पुनरावृत्त दृष्टिकोण का उपयोग करने के लिए चुना है। यदि आप किसी लिंक की गई सूची की शुरुआत में अपने सभी नोड्स सम्मिलित कर रहे हैं तो यह कार्य उपयोगी है। यहाँ एक उदाहरण है:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define NUM_ITEMS 10

struct Node {
  int data;
  struct Node *next;
};

void insert_node(struct Node **headNode, int nodeValue, int position);
void print_list(struct Node *headNode);
void reverse_list(struct Node **headNode);


int main(void) {
  int i;
  struct Node *head = NULL;

  for(i = 1; i <= NUM_ITEMS; i++) {
    insert_node(&head, i, i);
  }
  print_list(head);

  printf("I will now reverse the linked list\n");
  reverse_list(&head);
  print_list(head);
  return 0;
}

void print_list(struct Node *headNode) {
  struct Node *iterator;

  for(iterator = headNode; iterator != NULL; iterator = iterator->next) {
    printf("Value: %d\n", iterator->data);
  }
}

void insert_node(struct Node **headNode, int nodeValue, int position) {
  int i;
  struct Node *currentNode = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
  struct Node *nodeBeforePosition = *headNode;

  currentNode->data = nodeValue;

  if(position == 1) {
    currentNode->next = *headNode;
    *headNode = currentNode;
    return;
  }

  for (i = 0; i < position - 2; i++) {
    nodeBeforePosition = nodeBeforePosition->next;
  }

  currentNode->next = nodeBeforePosition->next;
  nodeBeforePosition->next = currentNode;
}

void reverse_list(struct Node **headNode) {
  struct Node *iterator = *headNode;
  struct Node *previousNode = NULL;
  struct Node *nextNode = NULL;

  while (iterator != NULL) {
    nextNode = iterator->next;
    iterator->next = previousNode;
    previousNode = iterator;
    iterator = nextNode;
  }

  /* Iterator will be NULL by the end, so the last node will be stored in
  previousNode.  We will set the last node to be the headNode */
  *headNode = previousNode;
}

रिवर्स सूची विधि के लिए स्पष्टीकरण

हम previousNode NULL को NULL रूप में शुरू करते हैं, क्योंकि हम लूप के पहले पुनरावृत्ति पर जानते हैं, यदि हम पहले हेड नोड से पहले नोड की तलाश कर रहे हैं, तो यह NULL होगा। पहला नोड सूची में अंतिम नोड बन जाएगा, और अगला चर स्वाभाविक रूप से NULL होना चाहिए।

मूल रूप से, यहां लिंक की गई सूची को उलटने की अवधारणा यह है कि हम वास्तव में लिंक को खुद ही उलट देते हैं। प्रत्येक नोड का अगला सदस्य इससे पहले नोड बन जाएगा, जैसे:

Head -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5

जहां प्रत्येक संख्या एक नोड का प्रतिनिधित्व करती है। यह सूची बन जाएगी:

1 <- 2 <- 3 <- 4 <- 5 <- Head

अंत में, सिर को इसके बजाय 5 वें नोड को इंगित करना चाहिए, और प्रत्येक नोड को इसके पिछले नोड को इंगित करना चाहिए।

नोड 1 को NULL को इंगित करना चाहिए क्योंकि इससे पहले कुछ भी नहीं था। नोड 2 को नोड 1, नोड 3 को नोड 2, एट वगैरह को इंगित करना चाहिए।

हालाँकि, इस विधि के साथ एक छोटी समस्या है । यदि हम अगले नोड के लिंक को तोड़ते हैं और इसे पिछले नोड में बदलते हैं, तो हम सूची में अगले नोड के लिए लिंक नहीं कर पाएंगे क्योंकि यह लिंक लिंक चला गया है।

इस समस्या का समाधान लिंक बदलने से पहले बस अगले तत्व को एक चर ( nextNode ) में संग्रहीत करना है।

एक डबल लिंक की गई सूची

कोड का एक उदाहरण दिखा रहा है कि दोहरी लिंक की गई सूची में नोड्स कैसे डाले जा सकते हैं, कैसे सूची को आसानी से उलटा किया जा सकता है, और इसे रिवर्स में कैसे प्रिंट किया जा सकता है।

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/* This data is not always stored in a structure, but it is sometimes for ease of use */
struct Node {
  /* Sometimes a key is also stored and used in the functions */
  int data;
  struct Node* next;
  struct Node* previous;
};

void insert_at_beginning(struct Node **pheadNode, int value);
void insert_at_end(struct Node **pheadNode, int value);

void print_list(struct Node *headNode);
void print_list_backwards(struct Node *headNode);

void free_list(struct Node *headNode);

int main(void) {
  /* Sometimes in a doubly linked list the last node is also stored */
  struct Node *head = NULL;

  printf("Insert a node at the beginning of the list.\n");
  insert_at_beginning(&head, 5);
  print_list(head);

  printf("Insert a node at the beginning, and then print the list backwards\n");
  insert_at_beginning(&head, 10);
  print_list_backwards(head);

  printf("Insert a node at the end, and then print the list forwards.\n");

  insert_at_end(&head, 15);
  print_list(head);

  free_list(head);

  return 0;
}

void print_list_backwards(struct Node *headNode) {
  if (NULL == headNode)
  {
    return;
  }
  /*
  Iterate through the list, and once we get to the end, iterate backwards to print 
  out the items in reverse order (this is done with the pointer to the previous node).
  This can be done even more easily if a pointer to the last node is stored.
  */
  struct Node *i = headNode;
  while (i->next != NULL) {
    i = i->next; /* Move to the end of the list */
  }

  while (i != NULL) {
    printf("Value: %d\n", i->data);
    i = i->previous;
  }
}

void print_list(struct Node *headNode) {
  /* Iterate through the list and print out the data member of each node */
  struct Node *i;
  for (i = headNode; i != NULL; i = i->next) {
    printf("Value: %d\n", i->data);
  }
}

void insert_at_beginning(struct Node **pheadNode, int value) {
  struct Node *currentNode;

  if (NULL == pheadNode)
  {
    return;
  }
  /* 
  This is done similarly to how we insert a node at the beginning of a singly linked
  list, instead we set the previous member of the structure as well
  */
  currentNode = malloc(sizeof *currentNode);

  currentNode->next = NULL;
  currentNode->previous = NULL;
  currentNode->data = value;

  if (*pheadNode == NULL) { /* The list is empty */
    *pheadNode = currentNode;
    return;
  }

  currentNode->next = *pheadNode;
  (*pheadNode)->previous = currentNode;
  *pheadNode = currentNode;
}

void insert_at_end(struct Node **pheadNode, int value) {
  struct Node *currentNode;

  if (NULL == pheadNode)
  {
    return;
  }

  /*
  This can, again be done easily by being able to have the previous element.  It 
  would also be even more useful to have a pointer to the last node, which is commonly
  used.
  */
  
  currentNode = malloc(sizeof *currentNode);
  struct Node *i = *pheadNode;

  currentNode->data = value;
  currentNode->next = NULL;
  currentNode->previous = NULL;

  if (*pheadNode == NULL) {
    *pheadNode = currentNode;
    return;
  }

  while (i->next != NULL) { /* Go to the end of the list */
    i = i->next;
  }

  i->next = currentNode;
  currentNode->previous = i;
}

void free_list(struct Node *node) {
  while (node != NULL) {
    struct Node *next = node->next;
    free(node);
    node = next;
  }
}

ध्यान दें कि कभी-कभी, एक संकेतक को अंतिम नोड में संग्रहीत करना उपयोगी होता है (यह केवल सूची के अंत तक सीधे कूदने में सक्षम होने के लिए अधिक कुशल है, इसके माध्यम से अंत तक चलने की आवश्यकता है):

struct Node *lastNode = NULL;

जिस स्थिति में, सूची में परिवर्तन करने पर इसे अद्यतन करने की आवश्यकता होती है।

कभी-कभी, तत्वों की पहचान करने के लिए एक कुंजी का भी उपयोग किया जाता है। यह बस नोड संरचना का सदस्य है:

struct Node {
  int data;
  int key;
  struct Node* next;
  struct Node* previous;
};

कुंजी तब उपयोग की जाती है जब किसी कार्य को किसी विशिष्ट तत्व पर किया जाता है, जैसे तत्वों को हटाना।