双向链表

愿你熬过万丈孤苦，藏下星辰大海。

一、双向链表的实现

带头、双向、循环

头部的prev指向尾部，

List.h

cpp 复制代码

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef int LTDataType;

typedef struct ListNode
{
	LTDataType data;
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
}LTNode;

void ListPrint(LTNode* phead);
//void ListInit(LTNode** pplist);//初始化,二级指针
LTNode* ListInit(LTNode* phead);
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);//尾插
void ListPopBack(LTNode* phead);//尾删
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
void ListPopFront(LTNode* phead);
LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDataType x);
//pos之前插入
void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置的节点
void ListErase(LTNode* pos);
void ListDestory(LTNode* phead);

List.c

cpp 复制代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "List.h"




LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newnode->prev = NULL;
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
}

初始化，二级指针的思路；
//void ListInit(LTNode** pphead)//初始化，next指向自己，prev指向自己,才算是循环,头的地址还不清楚//初始化个哨兵位
//{
//	assert(pphead);
//	*pphead = BuyLTNode(0);
//	(*pphead)->prev = *pphead;
//	(*pphead)->next = *pphead;
//}

//初始化，一级指针的思路，返回头即可,既可以改变头的地址，又可以传一级指针
LTNode* ListInit(LTNode* phead)
{
	phead = BuyLTNode(0);
	phead->prev = phead;
	phead->next = phead;
	return phead;
}
//打印
void ListPrint(LTNode* phead)
{
	//从head的next = cur->data开始打印,当cur->next = head结束
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}


void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);//带头
	ListInsert(phead, x);
	/*LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = phead;
	phead->prev = newnode;*/
}
//尾删，尾删到没有节点，也不用处理
void ListPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	//链表为空
	assert(phead->next != phead);
	/*LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* tailPrev = tail->prev;
	phead->prev = tailPrev;
	tailPrev->next = phead;
	free(tail);
	tail = NULL;*/
	ListErase(phead->prev);
}

//头插
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	ListInsert(phead->next, x);
	/*LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	LTNode* next = phead->next;
	next->prev = newnode;
	newnode->next = next;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;*/
}
//头删
void ListPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListErase(phead->next);
	/*assert(phead->next != phead);
	LTNode* head = phead->next;
	LTNode* next = head->next;
	phead->next = next;
	next->prev = phead;
	free(head);
	head = NULL;*/
}
//查找
LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}
//插入
void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	LTNode* prev = pos->prev;
	prev->next = newnode;
	newnode->prev = prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

//删除
void ListErase(LTNode* pos)//在主函数中，pos的实参要置空，否则实参就会成为野指针
{
	assert(pos);
	LTNode* next = pos->next;
	LTNode* prev = pos->prev;
	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	free(pos);
	pos = NULL;
}
//传一级指针是为了保持接口一致性
void ListDestory(LTNode* phead)//注意，phead的实参要进行free，否则会导致野指针
{
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* next = phead->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;
}

（1）首先进行哨兵位的初始化，哨兵位进行初始化之后，地址就不会再发生变化，所以在进行头插、尾插时，不需要传二级指针，仅仅需要哨兵位即可【尾插、头插也是在哨兵位之后】

（2）改变的是结构体的地址，改变的是指针的内容，改变指针的内容，需要传递指针的地址。

二、顺序表和带头双向循环链表的区别

这两个结构是相辅相成的结构，

顺序表 ：优点：（1）物理空间是连续的，方便用下标随机访问。【二分查找、排序】

（2）CPU高速缓存命中率会更高。

缺点：（1）由于需要物理空间连续，空间不够需要扩容。扩容本身有一定的消耗，其次扩容机制还存在一定的空间消耗。（2）头部或者中间的插入删除，需要挪动数据，效率低。O(N)

链表：优点(1)按需申请释放空间（2）任意位置可以O(1)的插入删除数据

缺点：不支持下标的随机访问，有些算法不适合在他上面进行。如：二分查找、排序等

编译连接之后，生成可执行程序，CPU执行这个程序，CPU要去访问内存，CPU不会直接访问内存，CPU嫌弃内存速度太慢，会把数据加载到三级缓存或者寄存器。4或者8byte小数据放到寄存器，大数据放到缓存。CPU会看数据是否在缓存，在的话就命中，直接访问，不在的话，先把数据从内存加载到缓存，再访问。会缓存一段连续的空间，所以顺序表命中更高。

双向 链表

一、双向链表的实现

二、顺序表和带头双向循环链表的区别