【C++】模板实现带头节点的双向循环链表

链表分为带头节点和不带头节点，单链表和双向循环链表。

带头节点的链表虽然有头结点，但是并不存储数据，双向循环链有指向前一个数的指针和指向后一个数的指针。

如下图：

先来实现一些主要的函数：

List的构造函数和析构函数：

        List()
	{
		_head = new Node;
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;
	}

	~List()
	{
		clear();
		delete _head;
		_head = NULL;
	}

List在任意一个位置插入一个数和删除一个数

 

//任意一个位置插入一个数,在pos的前面插入一个数据
	void Insert(Node* pos, const T& x)
	{
		assert(pos);
		Node* tmp = new Node(x);
		Node* cur = pos;
		Node* prev = cur->_prev;

		prev->_next = tmp;
		tmp->_prev = prev;

		tmp->_next = cur;
		cur->_prev = tmp;
	}
//删除任意一个位置的数
	void Erase(Node* pos)
	{
		assert(pos && pos != _head);
		Node* prev = pos->_prev;
		Node* next = pos->_next;

		prev->_next = next;
		next->_prev = prev;
		delete pos;
	}

有了插入和删除函数之后，其他的函数都可以用Erase和Insert来复用：

尾部插入和删除函数：

//尾部插入一个数
	void PushBack(const T& x)
	{
		Insert(_head, x);
	}


//尾部删除一个数
	void PopBack(const T& x)
	{
		Erase(_head->_prev);
	}

头部插入和删除数据：

//头部插入一个数
	void PushFront(const T& x)
	{
		Insert(_head->_next,x);
	}
//头部删除一个数
	void PopFront(const T& x)
	{
		Erase(_head->_next);

	}

构造函数和赋值运算符重载：

//拷贝构造函数
	List(const List & l)
	{
		_head = new Node();
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;

		Node* cur = (l._head)->_next;
		while (cur != l._head)
		{
			this->PushBack(cur->_data);
			cur = cur->_next;
		}
	}

//赋值运算符重载
	List& operator=(const List& l)
	{
		if (this != &l)
		{
			this->clear();
			Node* cur = l._head->_next;
			while (cur != l._head)
			{
				this->PushBack(cur->_data);
				cur = cur->_next;
			}
		}
		return *this;
	}

在插入和删除数据的时候要考虑双向链表里面会出现的各种情况！

以下是完整的代码：

ListNode.h
#pragma once

#include
template
struct ListNode
{
	T _data;
	ListNode* _next;
	ListNode* _prev;

	ListNode(const T& x = T())
		:_data(x)
		, _next(NULL)
		, _prev(NULL)
	{}

};

template
class List
{
	typedef ListNode Node;
public:
	List()
	{
		_head = new Node;
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;
	}

	~List()
	{
		clear();
		delete _head;
		_head = NULL;
	}


	//删除任意一个位置的数
	void Erase(Node* pos)
	{
		assert(pos && pos != _head);
		Node* prev = pos->_prev;
		Node* next = pos->_next;

		prev->_next = next;
		next->_prev = prev;
		delete pos;
	}

	//任意一个位置插入一个数,在pos的前面插入一个数据
	void Insert(Node* pos, const T& x)
	{
		assert(pos);
		Node* tmp = new Node(x);
		Node* cur = pos;
		Node* prev = cur->_prev;

		prev->_next = tmp;
		tmp->_prev = prev;

		tmp->_next = cur;
		cur->_prev = tmp;
	}
	//尾部插入一个数
	void PushBack(const T& x)
	{
		Insert(_head, x);
	}


	//尾部删除一个数
	void PopBack(const T& x)
	{
		Erase(_head->_prev);
	}

	//头部插入一个数
	void PushFront(const T& x)
	{
		Insert(_head->_next,x);
	}


	//头部删除一个数
	void PopFront(const T& x)
	{
		Erase(_head->_next);

	}

	//查找一个数
	void Find(const T& x)
	{
		Node* cur = _head->_next;
		while (cur != _head)
		{
			if (cur->_data == x)
			{
				return cur;
			}
			return NULL;
		}
	}

	//清除
	void clear()
	{
		Node* cur = _head->_next;
		while (cur != _head)
		{
			Node* next = cur->_next;
			delete cur;
			cur = next;
		}
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;
	}

	//打印
	void Print()
	{
		Node* cur = _head->_next;
		while (cur!=_head)
		{
			cout << cur->_data << "";
			cur = cur->_next;
		}
		cout << endl;
	}


	//拷贝构造函数
	List(const List & l)
	{
		_head = new Node();
		_head->_next = _head;
		_head->_prev = _head;

		Node* cur = (l._head)->_next;
		while (cur != l._head)
		{
			this->PushBack(cur->_data);
			cur = cur->_next;
		}
	}

	//赋值运算符重载
	List& operator=(const List& l)
	{
		if (this != &l)
		{
			this->clear();
			Node* cur = l._head->_next;
			while (cur != l._head)
			{
				this->PushBack(cur->_data);
				cur = cur->_next;
			}
		}
		return *this;
	}


protected:
	Node* _head;
};



void Test1()//尾部插入和删除
{
	//插入
	List l;
	l.PushBack(1);
	l.Print();
	l.PushBack(2);
	l.Print();
	l.PushBack(3);
	l.Print();
	l.PushBack(4);
	l.Print();

	//删除
	l.PopBack(1);
	l.Print();
	l.PopBack(1);
	l.Print();
	l.PopBack(1);
	l.Print();
}

void Test2()//头部插入和删除
{
	//插入
	List l;
	l.PushFront(1);
	l.Print();
	l.PushFront(2);
	l.Print();
	l.PushFront(3);
	l.Print();

	//删除
	l.PopFront(1);
	l.Print();
	l.PopFront(1);
	l.Print(); 
	l.PopFront(1);
	l.Print(); 
}


测试函数
Test.cpp
#include
using namespace std;
#include"ListNode.h"

int main()
{
	Test1();
	Test2();
	system("pause");
	return 0;
}