暴力数据结构之双向链表

1.定义双向链表结构的节点

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typedef int LTDataType;

//定义双向链表结构的节点
typedef struct ListNode
{
	LTDataType data;
	struct ListNode* prev;
	struct ListNode* next;
}LTNode;

首先创建一个结构体，然后包含数据以及prev和next指针用来指向前一个节点和后一个节点

其中使用typedef 可以方便修改数据类型。

2.初始化和申请节点

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//初始化
void LTInit(LTNode** pphead)
{
	//给双向链表一个哨兵位
	*pphead = LTBuyNode(-1);
}

首先动态开辟一块内存空间，将开辟好的空间用来保存node，初始条件下由于只有哨兵位一个节点，所以node->next和node->prev都指向node节点本身，形成一个双向链表。

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//申请节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
	LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	node->data = x;
	node->next = node->prev = node;

	return node;
}

3.尾插和头插

由于双向链表，只有哨兵位固定不变，所以找尾节点就是找哨兵位前一个节点，即phead->prev，就代表的是尾节点

所以尾插就是先创建一个新节点，接入尾节点与哨兵位之间，然后将尾节点和哨兵位分别接入新节点之中，具体可以用下图来表示。（黑色为第一步，红色为第二步）

注意：

1.插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
2.不改变哨兵位的地址，因此传一级即可

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//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//先接入新节点
	newnode->prev = phead->prev;
	newnode->next = phead;

	//再将原节点指向新节点
	phead->prev->next = newnode;
	phead->prev = newnode;
}

头插可以理解为在哨兵位后第一个节点插入新节点，然后哨兵位和原来的第一个节点分别指向新插入的节点，组成新的链表，具体可以如下图解释：（黑色为第一步，红色为第二步）

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//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//首先接入新节点
	newnode->next = phead->next;
	newnode->prev = phead;

	//后将原节点指向新节点
	phead->next->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
}

4.尾删和头删

尾删首先要找出删除节点，并且保证链表不能只有一个哨兵位，所以要先使待删除节点孤立，然后释放并且置为空，将待删除节点的前一个节点视作尾节点，形成新的链表。

注意：

孤立链表节点就是将当前节点与后一个节点的连接断开再断开与前一个节点的连接，顺序不可颠倒，否则会丢失节点。

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//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	//链表有效且不能只有一个哨兵位
	assert(phead && phead->next != phead);

	//存储要删除的节点，即尾节点
	LTNode* del = phead->prev;

	//将尾节点与链表断开，尾节点的前一个节点与哨兵位链接，组成新的链表
	del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;

	//释放要删除的尾节点并置为NULL
	free(del);
	del = NULL;
}

头删同样要保证链表不能只有一个哨兵位，然后将要删除的节点孤立，并且将待删除节点的前一个节点当做头节点，形成新的链表。

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//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead && phead->next != phead);
	LTNode* del = phead->next;

	//将要删除的节点剔除，下一个节点与哨兵位组成新的链表
	phead->next = del->next;
	del->next->prev = phead;

	//删除节点并且置为NULL
	free(del);
	del = NULL;
}

5.打印和销毁

打印就是遍历链表中所有数据后打印出来，销毁就是依次释放节点中的数据后将该节点置为NULL

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//打印双向链表
void LTPrint(LTNode* phead)
{
	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		printf("%d->",pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("\n");
}

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//销毁
void LTDesTroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur != phead)
	{
		LTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	//此时pcur指向phead，而phead还没有被销毁
	free(phead);
	phead = NULL;
}

6.在pos节点之后插入数据

首先将pos节点插入链表中，然后将待插入位置的前一个节点与后一个节点分别于pos节点连接。

注意：

pos节点先指向待插入位置的后一个节点，然后指向前一个节点，否则节点会丢失。

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//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	//在pos节点之后先插入数据
	newnode->next = pos->next;
	newnode->prev = pos;

	//然后pos节点与原来pos之后的节点一起指向新插入的节点，组成新链表
	pos->next->prev = newnode;
	pos->next = newnode;
}

7.删除pos节点

删除节点就是将pos节点的后一个节点与前一个节点直接连接，然后free(pos)，最后置为NULL

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//删除pos节点
void LTErase(LTNode* pos)
{
	//pos理论上来说不能为phead，但是没有参数phead，无法增加校验
	assert(pos);

	//将pos的后一个节点和前一个节点连接,直接剔除pos节点
	pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;

	//删除pos节点
	free(pos);
	pos = NULL;
}

8.查找

查找就是遍历链表后，找到符合的数据就返回当前位置，否则返回一个NULL

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//查找节点
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	LTNode* pcur = phead->next;

	while (pcur != phead)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			//找到了返回下标
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//没找到返回空指针
	return NULL;
}