“chaos“的算法--之双向链表

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  自之前写的两篇关于“数据结构与算法”的博文发表以后，就有两个博友发私信给我探讨我的这个分类，有博友说数据结构怎么能和算法在一起呢？其实吧，我倒感觉数据结构跟算法的关系就好比好×××是一辈子的关系。他们患难见真情、他们生死不相弃……事实上，数据结构和算法也有类似的关系。只谈数据结构，我们可以在很短的时间内就把几种重要的数据结构介绍完。不过听完后，你可能没啥感觉，不知道这些数据结构有啥用处。但如果我们把相应的算法结合起来讲一讲，演示一下，你就会发现，甚至开始感慨：原来解决计算机问题是如此的美妙！

这篇文章我主要聊一下双向链表。

   双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。双向链表是指在前驱和后继方向都能游历(遍历)的线性链表。双向链表每个结点结构：

   双向链表通常采用带表头结点的循环链表形式。

   其通常的数据结构如下：

typedef struct _DOUBLE_LINK_NODE
{
    int data;
    struct _DOUBLE_LINK_NODE  *prev;
    struct _DOUBLE_LINK_NODE  *next;
};

   链表中的每个结点至少有三个域：一个双向链表有一个表头结点，由链表的表头指针first指示，它的data域或者不放数据，或者存放一个特殊要求的数据；它的lLink指向双向链表的最后一个结点，它的lLink指向双向链表的最前端的第一个结点。

结点指向 p == p→lLink→rLink == p→rLink→lLink

   有很多人不解，为何要有双向链表的存在呢？下面我们可以再看一幅图：

   这货我们叫它火车，我记得我第一次做火车的时候遇到过一个现象，就是火车正在往前走，到达一个站后，又往后走了一站，但是当时让我吃惊的是为什么火车并没有掉头就能往回走，在后来我才明白原来是火车是两个头都可以连接火车头的，这也许就是一个最简单的双向链表的实例吧。

双向链表的插入操作

   说起插入操作相对于单链表而言要稍微复杂一点，我们要做的第一步就是找到要插入的位置，而后将带插入的结点的后驱指向当前结点的后驱，将插入结点的前驱指向当前结点。将当前结点的后驱重新指向带插入结点，当前结点的后驱结点的前驱指向待插入结点，是不是听起来有点太绕了？没关系！用图来说明问题吧：

代码如下：
//创建双向链表节点
_DOUBLE_LINK_NODE  *CreateDoubleLink(int data)
{
    _DOUBLE_LINK_NODE  *head =
(_DOUBLE_LINK_NODE  *)malloc(sizeof
(_DOUBLE_LINK_NODE));
    ASSERT(head != NULL);
    head->data = data;
    head->prev = NULL;
    head->next = NULL;
    return head;
}
//双向链表中插入数据
int insert_data_into_double_link
(_DOUBLE_LINK_NODE** ppDLinkNode, int data)
{
    _DOUBLE_LINK_NODE* pNode;
    _DOUBLE_LINK_NODE* pIndex;
    if(NULL == ppDLinkNode)
        return 0;
    if(NULL == *ppDLinkNode){
        pNode = CreateDoubleLink
(data);
        ASSERT(NULL != pNode);
        *ppDLinkNode = pNode;
        (*ppDLinkNode)->prev =
(*ppDLinkNode)->next = NULL;
        return 1;
    }
    if(NULL != find_data_in_double_link
(*ppDLinkNode, data))
        return FALSE;
    pNode = CreateDoubleLink(data);
    ASSERT(NULL != pNode);
    pIndex = *ppDLinkNode;
    while(NULL != pIndex->next)
        pIndex = pIndex->next;
    pNode->prev = pIndex;
    pNode->next = pIndex->next;
    pIndex->next = pNode;
    return 1;
}

   双向链表的删除操作，其实我们掌握了插入操作以后，对于别的删除、查找操作就相对来说要容易的多了，那就直接上代码了：

//双向链表中删除数据
int delete_data_from_double_link
(_DOUBLE_LINK_NODE** ppDLinkNode, int data)
{
    _DOUBLE_LINK_NODE* pNode;
    if(NULL == ppDLinkNode || NULL ==
*ppDLinkNode)
        return 0;
    pNode = find_data_in_double_link
(*ppDLinkNode, data);
    if(NULL == pNode)
        return 0;
    if(pNode == *ppDLinkNode){
        if(NULL == (*ppDLinkNode)-
>next){
            *ppDLinkNode =
NULL;
        }else{
            *ppDLinkNode =
pNode->next;
            (*ppDLinkNode)-
>prev = NULL;
        }
    }else{
        if(pNode->next)
            pNode->next->prev =
pNode->prev;
        pNode->prev->next = pNode->next;
    }
    free(pNode);
    return 1;
}
//在双向链表中查找数据
_DOUBLE_LINK_NODE* find_data_in_double_link
(const _DOUBLE_LINK_NODE* pDLinkNode, int data)
{
    _DOUBLE_LINK_NODE* pNode = NULL;
    if(NULL == pDLinkNode)
        return NULL;
    pNode = (_DOUBLE_LINK_NODE*)
pDLinkNode;
    while(NULL != pNode){
        if(data == pNode->data)
            return pNode;
        pNode = pNode ->next;
    }
                                      
    return NULL;
}
//统计双向链表中数据的个数
int count_number_in_double_link(const
_DOUBLE_LINK_NODE* pDLinkNode)
{
    int count = 0;
    _DOUBLE_LINK_NODE* pNode =
(_DOUBLE_LINK_NODE*)pDLinkNode;
    while(NULL != pNode){
        count ++;
        pNode = pNode->next;
    }
    return count;
}
//打印双向链表中数据
void print_double_link_node(const
_DOUBLE_LINK_NODE* pDLinkNode)
{
    _DOUBLE_LINK_NODE* pNode =
(_DOUBLE_LINK_NODE*)pDLinkNode;
    while(NULL != pNode){
        printf("%d\n", pNode->data);
        pNode = pNode ->next;
    }
}

   基本的操作也就这么多了，当然了，对于我们自己写程序来说一定要记得写测试程序，这个是非常非常重要的。