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C++双向链表删除操作：由浅入深完全指南

news 2025/11/11 9:24:02

双向链表是一种基础且重要的数据结构，每个节点不仅包含数据，还包含指向前一个节点和后一个节点的指针。这种结构使得双向链表在插入和删除操作上，尤其是在已知节点位置时，比单向链表更具优势。

本文将聚焦于删除操作，带你从基本概念出发，逐步深入到边界处理和应用实践。

第一部分：基础篇 —— 删除节点的核心逻辑

在双向链表中删除一个节点，核心在于“重新布线”，将被删除节点前后两个节点连接起来，然后安全地释放该节点。

假设我们有一个简单的节点定义：

struct ListNode {int val;ListNode* prev; // 指向前一个节点ListNode* next; // 指向后一个节点ListNode(int x) : val(x), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};

现在，假设我们要在链表中删除一个已知的节点 delNode。下图清晰地展示了这一过程：

根据图示，我们可以将其转化为代码：

// 前提：delNode 不是空指针，且存在于链表中
void deleteNode(ListNode* delNode) {// 1. 处理前驱节点的next指针if (delNode->prev != nullptr) {delNode->prev->next = delNode->next;}// 2. 处理后继节点的prev指针if (delNode->next != nullptr) {delNode->next->prev = delNode->prev;}// 3. 安全删除节点delete delNode;
}

关键点：

我们必须检查 delNode->prev 和 delNode->next 是否为空，因为要删除的节点可能是头节点或尾节点。
操作顺序很重要，但在此例中，只要在解除链接前获取了必要的信息，顺序可以调整。

第二部分：进阶篇 —— 处理边界情况与设计封装

基础的删除逻辑很简单，但一个健壮的链表实现需要 meticulously (一丝不苟地) 处理各种边界情况。

情况一：删除头节点

如果 delNode 是链表的头节点，在删除后，链表的头指针需要被更新。

void deleteNode(ListNode** head_ref, ListNode* delNode) {// 检查空指针if (*head_ref == nullptr || delNode == nullptr) return;// 如果删除的是头节点，则需要更新头指针if (*head_ref == delNode) {*head_ref = delNode->next; // 新的头节点是原头的下一个}// ... (接下来的连接操作与基础篇相同)if (delNode->next != nullptr) {delNode->next->prev = delNode->prev;}if (delNode->prev != nullptr) {delNode->prev->next = delNode->next;}delete delNode;
}

情况二：删除尾节点

如果 delNode 是尾节点，我们只需要更新它前一个节点的 next 指针为 nullptr。基础代码中的 if (delNode->next != nullptr) 已经完美处理了这种情况，防止了访问空指针的 prev。

情况三：删除唯一节点

如果链表只有一个节点，那么删除它后，头指针需要被置为 nullptr。上面的代码同样可以处理：它首先将 *head_ref 设置为 delNode->next（也就是 nullptr），然后进行连接操作（因为 prev 和 next 都是 nullptr，所以 if 内的语句不会执行）。

第三部分：实践篇 —— 完整的链表类与复杂删除

让我们在一个简单的双向链表类中实现删除功能，并探讨更复杂的场景。

class DoublyLinkedList {
private:ListNode* head;
public:DoublyLinkedList() : head(nullptr) {}// 删除指定值的第一个节点void deleteByValue(int value) {ListNode* current = head;while (current != nullptr) {if (current->val == value) {// 找到节点，调用删除逻辑if (current == head) {head = head->next;}if (current->next != nullptr) {current->next->prev = current->prev;}if (current->prev != nullptr) {current->prev->next = current->next;}delete current;return; // 只删除第一个找到的}current = current->next;}}// 删除指定位置的节点 (索引从0开始)void deleteByPosition(int position) {if (head == nullptr || position < 0) return;ListNode* current = head;for (int i = 0; current != nullptr && i < position; i++) {current = current->next;}// 如果current为空，说明位置超出链表长度if (current == nullptr) return;// 复用删除节点的核心逻辑if (current == head) {head = head->next;}if (current->next != nullptr) {current->next->prev = current->prev;}if (current->prev != nullptr) {current->prev->next = current->next;}delete current;}// 清空整个链表void clear() {while (head != nullptr) {ListNode* temp = head;head = head->next;delete temp;}}// ... 其他成员函数，如push_front, push_back, print等
};

复杂删除场景：

清空链表： 如 clear() 函数所示，它反复删除头节点，直到链表为空。这是一种高效且安全的方法。
在析构函数中调用： 一个良好的 C++ 链表类必须在析构函数中清理所有节点，防止内存泄漏。
```
~DoublyLinkedList() {clear();
}
```

第四部分：深入理解 —— 与单向链表删除的对比

这是理解双向链表优势的关键。

特性	单向链表	双向链表
删除给定节点	O(n)。需要从头遍历以找到该节点的前驱节点。	O(1)。因为通过 `prev` 指针可以直接找到前驱节点。
删除头节点	O(1)	O(1)
删除尾节点	O(n)。需要找到倒数第二个节点。	O(1)。通过尾节点的 `prev` 直接找到前驱。