数据结构 - 双链表的头插法和后插法

1.单链表的局限性

-> 单链表是对数组的一个扩展，解决了数组的大小比较死板不容易扩展的问题。使用堆内存来存储数据，将数据分散到各个节点之间，其各个节点在内存中可以不相连，节点之间通过指针进行单向链接。链表中的各个节点内存不相连，有利于利用碎片化的内存。

-> 单链表各个节点之间只由一个指针单向链接，这样实现有一些局限性。局限性主要体现在单链表只能经由指针单向移动（一旦指针移动过某个节点就无法再回来，如果要再次操作这个节点除非从头指针开始再次遍历一次），因此单链表的某些操作就比较麻烦（算法比较有局限）。回忆之前单链表的所有操作（插入、删除节点、 遍历、从单链表中取某个节点的数·····），因为单链表的单向移动性导致了不少麻烦。

2.双向循环链表引入

单链表的节点 = 有效数据 + 指针（指针指向后一个节点）

双向链表的节点 = 有效数据 + 2个指针（一个指向后一个节点，另一个指向前一个节点） 

3.双向链表结点的描述

即双链表的结点包含三个部分，两个指针域，一个数据域。

 4.描述双链表的结构体

// 双链表的节点
struct node 
{
	int data;					// 有效数据
	struct node *pPrev;			// 前向指针，指向前一个节点
	struct node *pNext;			// 后向指针，指向后一个节点
};

5.创建一个节点

struct node *create_node(int data)
{
	struct node *p = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));
	if (NULL == p)
	{
		printf("malloc error.\n");
		return NULL;
	}
	p->data = data;
	p->pPrev = NULL;
	p->pNext = NULL;		// 默认创建的节点前向后向指针都指向NULL
	
	return p;
}

6.双向循环链表的创建

dlistnode* dlist_create()
{
	dlistnode *H,*p,*r;
	int n;
	H = (dlistnode*)malloc(sizeof(dlistnode));
	if(NULL == H)
	{
		printf("malloc failed\n");
		return NULL;
	}
	H ->prior = H;
	H ->next = H;
	r = H;

	while(1)
	{
		printf("please input num(-1 exit):");
		scanf("%d",&n);
		if(n == -1)
		{
			break;
		}
		p = (dlistnode*)malloc(sizeof(dlistnode));
		if(NULL == p)
		{
			printf("malloc failed\n");
			return NULL;
		}
		p->data = n;

		p->prior = r;
		p->next = r->next;
		r->next = p;
		H->prior = p;
		r = p;
	}
	return H;
}

7.从尾部插入一个节点

// 将新节点new插入到链表pH的尾部
void insert_tail(struct node *pH, struct node *new)
{
	// 第一步先走到链表的尾节点
	struct node *p = pH;
	while (NULL != p->pNext)
	{
		p = p->pNext;			// 第一次循环走过了头节点
	}
	// 循环结束后p就指向了原来的最后一个节点
	// 第二步：将新节点插入到原来的尾节点的后面
	p->pNext = new;				// 后向指针关联好了。新节点的地址和前节点的next
	new->pPrev = p;				// 前向指针关联好了。新节点的prev和前节点的地址
								// 前节点的prev和新节点的next指针未变动
}

8.从头部插入一个节点

// 将新节点new前插入链表pH中。
// 算法参照图示进行连接，一共有4个指针需要赋值。注意的是顺序。
void insert_head(struct node *pH, struct node *new)
{
	// 新节点的next指针指向原来的第1个有效节点的地址
	new->pNext = pH->pNext;
	
	// 原来第1个有效节点的prev指针指向新节点的地址
	if (NULL != pH->pNext)
		pH->pNext->pPrev = new;
	
	// 头节点的next指针指向新节点地址
	pH->pNext = new;
	
	// 新节点的prev指针指向头节点的地址
	new->pPrev = pH;
}