数据结构 --- c语言实现双向循环链表

双向循环链表的组成

只有一个节点的时候，把头指针和尾指针都指向自己，形成了一个环形，通常把这种链表叫作双向循环链表

多个节点形成环形

双向循环链表主要分为三部分

• 前项指针

• 后项指针

• 数据域

• 第一个节点的前项指针指向最后一个节点，最后一个节点的后项指针指向第一个节点

双向循环链表的结构体描述(节点)

#include 
#include 
#include 
typedef struct Node 
{
	int data;            //数据域
	struct Node* front;  //前项指针
	struct Node* tail;   //后项指针
}NODE,*LPNODE,*LPDLIST;

创建节点

把用户的数据变成一个结构体变量

LPNODE createNode(int data)
{
    //申请内存
	LPNODE newNode = (LPDLIST)malloc(sizeof(NODE));
    //断言处理
	assert(newNode);
    //前项指针、后项指针置为空
	newNode->front = NULL;
	newNode->tail = NULL;
    //给数据做初始化
	newNode->data = data;
	return newNode;
}

创建链表

• 描述链表最初的状态，创建一个不带数据的链表，链表就是结构体变量和结构体变量连接在一起

• 需要一个表头，由于是环形，如果没有表头不方便表示，创建一个表头起区分作用。创建无头链表也可以，但是也需要有一个节点表示这个链表

LPDLIST createList() 
{
	LPDLIST  headNode = (LPDLIST)malloc(sizeof(NODE));    //头节点 做动态内存申请
	assert(headNode);
	headNode->front = headNode;                           //头指针指向自身 尾指针指向自身 数据不做处理
	headNode->tail = headNode;                           
	return headNode;
}

头插法 

创建新节点做插入四步操作，不需要考虑空的情况，不存在空的情况，注意插入的顺序一定是先连后断

先求出来表头 headNode->tail

①原来链表的尾节点的前项指针指向新节点

②新节点的前项指针指向原来链表

③原来链表的后项指针指向新节点

④新节点的后项指针指向原来链表的尾节点

//要插入的链表 插入的数据
void push_front(LPDLIST headNode,int data) 
{
    //创建新节点
	LPNODE newNode = createNode(data);
	//就算只有一个节点、只有一个表头headNode->tail不可能为空 直接做连接就可以了
	headNode->tail->front = newNode;
	newNode->front = headNode;
	newNode->tail = headNode->tail;
	headNode->tail = newNode;
}        
    //测试代码
    LPDLIST list = createList();
	push_front(list, 1);              //1
	push_front(list, 2);              //2 1
	printByFront(list);               //1 2 通过前项指针做打印 从后往前
	printByTail(list);                //2 1 通过后项指针做打印 从前往后

打印链表

可以通过前项指针去做打印，也可以通过后项指针去做打印

通过前项指针做打印

可以通过前项指针去做打印，由于是环形，所以打印条件不太一样，不可能用空来做判定。环形的结束状态就是跑一圈又回到自己这个位置，我们可以从第二个节点开始打印，如果不等于头节点就一直做打印

void printByFront(LPDLIST headNode) 
{
    //头节点的前项指针就是最后一个节点
	LPNODE  pmove = headNode->front;
    //最后一个不等于头节点
	while (pmove != headNode) 
	{
        //打印数据
		printf("%d\t", pmove->data);
		pmove = pmove->front;
	}
	printf("\n");
}

通过后项指针做打印

void printByTail(LPDLIST headNode) 
{
	LPNODE pmove = headNode->tail;
	while (pmove != headNode) 
	{
		printf("%d\t", pmove->data);
		pmove = pmove->tail;
	}
	printf("\n");
}

尾插法

错误的画法，指针的方向反，两个指针指向同一个位置

先求出来表尾 headNode->front

①原来链表的尾节点的后项指针指向新节点

②新节点的后项指针指向原来链表的第一个节点

③新节点的前项指针指向原来链表的尾节点

④原来链表的第一个节点的前项指针指向新节点

 

void push_back(LPDLIST headNode, int data) 
{
    //创建新节点
	LPNODE newNode = createNode(data);
	headNode->front->tail = newNode;
	newNode->tail = headNode;
	newNode->front = headNode->front;
	headNode->front = newNode;
}
    //测试代码
    push_back(list, 888);
	printByTail(list);		          //2 1 888
	printByFront(list);               //888 2 1

在指定位置前做插入

找指定位置，定义一个移动的指针从第一个节点开始找，头节点不用找，找一个环形代表没找到

void push_appoin(LPDLIST headNode, int  posData, int data) 
{
    //前驱节点置为头节点
	LPNODE preNode = headNode;
    //从第一个节点开始找
	LPNODE curNode = headNode->tail;
    //1.当前节点不等于头节点表示没有形成一个环形 2.当前节点的数据不等于指定数据 
	while (curNode != headNode&&curNode->data!=posData) 
	{
        //并排往下走 
		preNode = curNode;
		curNode = preNode->tail;
	}
    //分析结果做插入  
	if (curNode == headNode) 
	{
		printf("未找到指定位置,无法插入!\n");
	}
	else 
	{
        //找到了 创建一个新节点做插入
		LPNODE newNode = createNode(data);
        //tail指向
		preNode->tail = newNode;
		newNode->tail = curNode;
        //front指向
		curNode->front = newNode;
		newNode->front = preNode;
	}
}
    //测试代码
    push_appoin(list, 888, 666);
	printByTail(list);		          //2 1 666 888
	printByFront(list);               //888 666 2 1
	push_appoin(list, 2, 999);    
	printByFront(list);               //999 2 1 666 888
	printByTail(list);		          //2 1 666 888 999

头删法

①头节点的下一个指向要删除节点的下一个

②要删除节点的下一个的前项指针指向头节点

void pop_front(LPDLIST headNode)
{
    //头指针、尾指针指向自己 这个链表就是空的
	if (headNode==NULL||headNode->front == headNode)
	{
		printf("链表为空无法删除!\n");
	}
	else 
	{
        //保存头部的下一个
		LPNODE nextNode = headNode->tail;
        //连接
		headNode->tail = nextNode->tail;
		nextNode->tail->front = headNode;
        //释放
		free(nextNode);
        //置空
        nextNode = NULL;
	}
}
    //测试代码
    pop_front(list);
	printByTail(list);		          //2 1 666 888
	printByFront(list);               //888 666 1 2

尾删法

①最后一个节点的前一个节点的后项指针指向头节点

②头节点的前项指针指向最后一个节点的前一个节点

void pop_back(LPDLIST headNode) 
{
	if (headNode == NULL || headNode->front == headNode)
	{
		printf("链表为空无法删除!\n");
	}
	else 
	{
        //保存尾部的上一个
		LPNODE backNode = headNode->front;
		backNode->front->tail = headNode;
		headNode->front = backNode->front;
        //释放
		free(backNode);
        //置空
		backNode = NULL;
	}
}
    //测试代码
    pop_back(list);
	printByTail(list);		          //2 1 666
	printByFront(list);               //666 1 2