数据结构之带头双向循环链表
前言： 前面我们已经学习了顺序表和单链表，那么我们今天来学习数据结构中的另外一个线性表——带头双向循环链表。
带头双向循环链表：
头结点：带头也就是我们常说的“哨兵位”，头结点其中不存放任何的数据。哨兵位的存在可以帮助我们更好的进行链表的增删操作。
双向：我们的单链表是单向的，只能从前访问到尾，而我们双向的则可以从前访问后一个，也可以从后访问前一个，但是我们的单链表不具备这样的功能。
定义双向链表：
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
struct ListNode* next;
struct ListNode* prev;
LTDataType val;
}LTNode;
双向链表意味着我们要定义两个指针，既可以从前访问后一个，又可以从后访问前一个。
接口的实现：
//初始化
LTNode* LTInit();
//打印链表
void LTPrint(LTNode* phead);
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPopBack(LTNode* phead);
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPopFront(LTNode* phead);
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
// pos
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
// pos
void LTErase(LTNode* pos);
void LTDestroy(LTNode* phead);
初始化链表：
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x)
{
LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
newnode->val = x;
newnode->next = NULL;
newnode->prev = NULL;
return newnode;
}
LTNode* LTInit()
{
LTNode* phead = CreateLTNode(-1);
phead->next = phead;
phead->prev = phead;
return phead;
}
CreateLTNode这个函数我们用来创建一个新的节点，因为我们的链表是双向的，所以我们初始化只要头结点的下一个指向它自己，它的前一个指向它自己就可以了。
打印链表：
void LTPrint(LTNode* phead)
{
assert(phead);
printf("哨兵位<=>");
LTNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)
{
printf("%d<=>", cur->val);
cur = cur->next;
}
printf("\n");
}
尾插：
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* tail = phead->prev;
LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
tail->next = newnode;
newnode->prev = tail;
newnode->next = phead;
phead->prev = newnode;
}
我们的尾节点的下一个指向我们要插入的新节点，而我们的新节点的上一个节点指向尾节点，我们的现在的尾节点为newnode，再使得它的下一个节点指向哨兵位，哨兵位的前一个节点指向newnode。
尾删：
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
assert(phead);
// 空
assert(phead->next != phead);
LTNode* tail = phead->prev;
LTNode* tailPrev = tail->prev;
free(tail);
tailPrev->next = phead;
phead->prev = tailPrev;
}
我们这里保存我们的尾节点和我们尾节点的上一个节点，再释放掉尾节点，最后让哨兵位的下一个节点指向我们的tailprev，tailprev的上一个节点指向哨兵位就可以了。
头插：
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
LTNode* first = phead->next;
phead->next = newnode;
newnode->prev = phead;
newnode->next = first;
first->prev = newnode;
}
我们定义两个指针，头结点的下一个为first，我们的头结点下一个节点指向新节点，我们的新节点的上一个节点指向头结点，我们的新节点的下一个节点指向first节点，first节点的上一个节点指向新节点。
头删：
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
assert(phead);
// 空
assert(phead->next != phead);
LTNode* first = phead->next;
LTNode* second = first->next;
phead->next = second;
second->prev = phead;
free(first);
first = NULL;
}
我们同样定义多个指针来保存节点，我们让头结点的下一个节点指向second节点，second节点的上一个节点指向头结点，最后再释放掉first节点并且置为空就可以了。
查找链表：
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)
{
if (cur->val == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
pos前插入：
// 在pos前面的插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
assert(pos);
LTNode* posPrev = pos->prev;
LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
// posprev newnode pos
posPrev->next = newnode;
newnode->prev = posPrev;
newnode->next = pos;
pos->prev = newnode;
}
这里同样的方法，相比之下比较简单，但是我们的pos的位置是头结点呢，那是不是就相当于尾插了呢？看到下图所示：
那我们尾插的代码是不是就可以换一种写法了呢：
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTInsert(phead, x);
}
我们这里调用pos前插入的函数，而我们的位置为头结点，这样就更加简单实现了尾插。
删除pos位置：
// 删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos)
{
assert(pos);
LTNode* posNext = pos->next;
LTNode* posPrev = pos->prev;
posPrev->next = posNext;
posNext->prev = posPrev;
free(pos);
//pos = NULL;
}
删除pos位置的逻辑同样简单，只需要我们多定义几个指针来保存节点，在通过链接最后在释放pos就可以了，这里我们同样利用这个函数来进行尾删。
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
assert(phead);
// 空
assert(phead->next != phead);
LTErase(phead->prev);
}
销毁链表：
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;
}
我们这里只需要遍历一遍，使得我们的节点不等于头结点，再保存下一个节点，然后释放掉当前节点，最后当我们的节点为头结点再释放掉头节点就可以了。
带头双向循环链表相对于其他的链表而言还是比较简单的，如果大家有所收获的话，就给我点点赞吧，感谢大家的支持！