【（数据结构）— 双向链表的实现】

一.双向链表的结构

注意：这里的“带头”跟前面我们说的“头节点”是两个概念，实际前面的在单链表阶段称呼不严
谨，但是为了同学们更好的理解就直接称为单链表的头节点。
带头链表里的头节点，实际为“哨兵位”，哨兵位节点不存储任何有效元素，只是站在这里“放哨
的”
“哨兵位”存在的意义：
遍历循环链表避免死循环。

二. 双向链表的实现

2.1 头文件 ——双向链表的创建及功能函数的定义

List.h

#pragma once
#include
#include
#include
#include

typedef int LTDatatype;
//链表的结构创建
typedef struct ListNode
{
	LTDatatype data;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;
//打印
void LTPrint(LTNode* phead);



//双链表的初始化//销毁
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit();
//销毁
//void LTDestroy(LTNode** pphead);
void LTDestroy(LTNode* phead);
//头部/尾部/插入/删除
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDatatype x);
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDatatype x);
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);
//再pos位置之后插入/删除 
void LTInsrt(LTNode* pos, LTDatatype x);
void LTErase(LTNode* pos);
//查找pos
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDatatype x);

2.2 源文件 ——双向链表的功能函数的实现

List.c

#include"List.h"

//初始化
//二级指针初始化
//前提是我们需要传入一个头节点
//void LTInit(LTNode** pphead)
//{
//	*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
//	if (*pphead == NULL)
//	{
//		perror("malloc error");
//		return;
//	}
//	(*pphead)->data = -1;//哨兵位
//	(*pphead)->next = (*pphead)->prev = *pphead;
//	
//}
//一级指针初始化
//不需要传参，只需要返回一个地址即可
LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (phead == NULL)
	{
		perror("malloc error");
		return;
	}
	phead->data = -1;
	phead->next = phead->prev = phead;
	return phead;
}
//链表的销毁
//参数是二级指针
//void LTDestroy(LTNode** pphead)
//{
//	assert(pphead && *pphead);
//	LTNode* cur = (*pphead)->next;
//	while(cur!=(*pphead))
//	{
//		LTNode* next = cur->next;
//		free(cur);
//		cur = next;
//	}
//	free(*pphead);
//	*pphead = NULL;
//}
//参数是一级指针
void LTDestroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;
}


void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
	

}
LTNode* LTBuyNode(LTDatatype x)
{
	LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	node->data = x;
	node->next = node->prev = NULL;
	return node;
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDatatype x)
{
	LTNode* node = LTBuyNode(x);
	//先处理插入的节点的前驱和后继指针
	node->next = phead;
	node->prev = phead->prev;
	//然后考虑哨兵位的前驱和尾节点的后继指针
	phead->prev->next = node;
	phead->prev = node;

}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDatatype x)
{
	assert(phead);
	LTNode* node = LTBuyNode(x);
	//先处理插入节点的前驱和后继的指针
	node->next = phead->next;
	node->prev = phead;
	//然后处理phead,phead->next
	phead->next->prev = node;
	phead->next = node;

}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	//链表不能为空，链表中只有一个哨兵位节点
	assert(phead->next != phead);

	LTNode* del = phead->prev;
	//先处理 del->prev
	del->prev->next = phead;
	//接着处理phead
	phead->prev = del->prev;
	free(del);
	del = NULL;
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead && phead->next != phead);
	LTNode* del = phead->next;
	//先处理del->next
	del->next->prev = phead;
	//接着处理phead
	phead->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}
//在pos位置之后插入
void LTInsrt(LTNode* pos, LTDatatype x)
{
	LTNode* node = LTBuyNode(x);
	//先处理node的前驱和后继
	node->next = pos->next;
	node->prev = pos;
	//接着处理pos->next,pos->next->prev
	pos->next = node;
	pos->next->prev = node;
}
//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);
	pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}
//查找pos
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDatatype x)
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

2.3 源文件 ——双向链表功能的测试

test.c

#include"List.h"


void ListTest()
{
	/*LTNode* plist = NULL;
	LTInit(&plist);*/
	//初始化
	LTNode* plist = LTInit();
	//尾插
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);
	//头插
	/*LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);*/
	//尾删
	/*LTPopBack(plist);
	LTPopBack(plist);*/
	//头删
	/*LTPopFront(plist);
	LTPopFront(plist);*/
	LTNode* find = LTFind(plist, 4);
	//在pos位置之后插入
	/*LTInsrt(find, 5);*/
	//删除pos位置的数据
	LTErase(find);
	LTPrint(plist);
	//销毁链表
	//LTDestroy(&plist);
	//一级指针销毁需要手动将plist置空
	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;

}


int main()
{
	ListTest();
	return 0;
}

2.4 双向链表各项功能测试运行展示

2.4.1 双向链表的初始化 ——（以调试窗口展示）

//初始化
LTNode* plist = LTInit();

2.4.2 双向链表的尾插 ——（以打印展示）

//尾插
LTPushBack(plist, 1);
LTPushBack(plist, 2);
LTPushBack(plist, 3);
LTPushBack(plist, 4);

2.4.3 双向链表的头插 ——（以打印展示）

//头插
LTPushFront(plist, 1);
LTPushFront(plist, 2);
LTPushFront(plist, 3);
LTPushFront(plist, 4);

2.4.4 双向链表的尾删 ——（以打印展示）

//尾删
LTPopBack(plist);
LTPopBack(plist);

2.4.5 双向链表的头删 ——（以打印展示）

//头删
LTPopFront(plist);
LTPopFront(plist);

2.4.6 双向链表的查找指定位置及在指定位置之后插入 ——（以打印展示）

//查找指定位置pos
LTNode* find = LTFind(plist, 4);
//在pos位置之后插入
LTInsrt(find, 5);

2.4.7 双向链表的查找指定位置及删除指定位置的数据 ——（以打印展示）

// //查找指定位置pos
LTNode* find = LTFind(plist, 4);
//删除pos位置的数据
LTErase(find);

2.4.8 双向链表的销毁 ——（以调试窗口展示）

//销毁链表
//LTDestroy(&plist);
//一级指针销毁需要手动将plist置空
LTDestroy(plist);
plist = NULL;

三.顺序表和双向链表的优缺点分析