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1、双向链表的结构
**注意：**这⾥的"带头"跟前面我们说的"头节点"是两个概念，实际前面的在单链表阶段称呼不严谨，但是为了更好的理解就直接称为单链表的头节点。
带头链表里的头节点，实际为"放哨的"，哨兵位节点不存储任何有效元素，只是站在这里"放哨的"。
"哨兵位"存在的意义：遍历循环链表避免死循环。
2、顺序表和双向链表的优缺点分析
|--------------|-----------------|-----------------|
| 不同点 | 顺序表 | 链表 |
| 存储空间上 | 物理上一定连续 | 逻辑上连续，但物理上不一定连续 |
| 随机访问 | 支持O(1) | 不支持O(N) |
| 任意位置插⼊或者删除元素 | 可能需要搬移元素，效率低 | 只需修改指针指向 |
| 插入 | 动态顺序表，空间不够时需要扩容 | 没有容量的概念 |
| 应用场景 | 元素高效存储和频繁访问 | 任意位置频繁插入和删除 |
3、双向链表的实现
ListNode.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
//定义双向链表节点的结构
typedef int Ltdatatype;
typedef struct ListNode
{
Ltdatatype data;
struct ListNode* prev;//指向前一个节点的指针
struct ListNode* next;//指向后一个节点的指针
}ListNode;
//双向链表的初始化
ListNode* LtInit();
//尾插
//不改变哨兵位的地址，所以传一级即可
void LtPushBack(ListNode* phead, Ltdatatype x);//插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
//打印链表
void LtPrint(ListNode* phead);
//头插
void LtPushFront(ListNode* phead, Ltdatatype x);
//尾删
LtPopBack(ListNode* phead);
//头删
LtPopFront(ListNode* phead);
//查找
ListNode* LtFind(ListNode* phead, Ltdatatype x);
//指定位置前插入
void LtInsert(ListNode* pos, Ltdatatype x);
//删除pos位置
void LtErase(ListNode* pos);
//销毁链表
void LtDestroy(ListNode* phead);ListNode.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "ListNode.h"
//申请节点
ListNode* LtBuyNode(Ltdatatype x)
{
ListNode* node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
if (node == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(1);
}
//申请成功
node->data = x;
node->next = node->prev = node;
return node;
}
//双向链表的初始化
ListNode* LtInit()
{
ListNode*phead = LtBuyNode(-1);
return phead;
}
//尾插
void LtPushBack(ListNode* phead, Ltdatatype x)
{
assert(phead);
ListNode* newnode = LtBuyNode(x);
//改变新节点的指向
newnode->prev = phead->prev;
newnode->next = phead;
//改变尾节点和哨兵位的指向
phead->prev->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}
//打印链表
void LtPrint(ListNode* phead)
{
ListNode* pcur = phead->next;
//遍历链表
while (pcur != phead)
{
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}
//头插
void LtPushFront(ListNode* phead,Ltdatatype x)
{
assert(phead);
ListNode* newnode = LtBuyNode(x);
newnode->prev = phead;
newnode->next = phead->next;
//修改哨兵位和第一个有效节点的指向
phead->next->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}
//尾删
LtPopBack(ListNode* phead)
{
//链表必须有效且链表不能为空（只有一个哨兵位）
assert(phead && phead->next != phead);
ListNode* Del = phead->prev;//尾节点
ListNode* DelPrev = Del->prev;//尾节点的前一个节点
phead->prev = DelPrev;
DelPrev->next = phead;
free(Del);//删除Del节点
Del = NULL;
}
//头删
LtPopFront(ListNode* phead)
{
//判断链表是否有效和链表是否为空
assert(phead && phead->next != phead);
ListNode* Del = phead->next;//第一个有效节点
ListNode* DelNext = Del->next;//有效节点的下一个节点
phead->next = DelNext;
DelNext->prev = phead;
free(Del);//删除Del节点
Del = NULL;
}
//查找
ListNode* LtFind(ListNode* phead, Ltdatatype x)
{
ListNode* pcur = phead->next;
//遍历链表
while (pcur != phead)
{
if (pcur->data == x)
return pcur;
pcur = pcur->next;//继续让pcur往下遍历
}
return NULL;//没有找到
}
//在pos位置之前插入数据
void LtInsert(ListNode* pos,Ltdatatype x)
{
ListNode* newnode = LtBuyNode(x);
newnode->prev = pos->prev;
newnode->next = pos;
pos->prev->next = newnode;
pos->prev = newnode;
}
//删除pos位置
void LtErase(ListNode* pos)
{
assert(pos);
ListNode* PosPrev = pos->prev;//pos的前一个节点
ListNode* PosNext = pos->next;//pos的后一个节点
PosPrev->next = PosNext;
PosNext->prev = PosPrev;
free(pos);
//pos = NULL;这里就算置空了，也不会影响实参
}
//销毁链表
void LtDestroy(ListNode* phead)
{
ListNode* pcur = phead->next;
//边遍历边释放节点
while (pcur != phead)
{
ListNode* Next = pcur->next;//保存要释放掉节点的下一个地址
free(pcur);
pcur = Next;
}
//此时pcur指向phead，而phead还没有被销毁
free(phead);
pcur = NULL;
}text.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "ListNode.h"
void LtnodeTest()
{
//测试初始化
ListNode* plist = LtInit();
//测试尾插
LtPushBack(plist,1);
LtPushBack(plist,2);
LtPushBack(plist,3);
//测试打印
LtPrint(plist);
//测试头插
//LtPushFront(plist,4);
//LtPushFront(plist,5);
//LtPushFront(plist,6);
//LtPrint(plist);
//测试尾删
LtPopBack(plist);
LtPrint(plist);
//测试头删
//LtPopFront(plist);
//LtPrint(plist);
//测试查找
//ListNode*find = LtFind(plist,2);
//if (find)
// printf("找到了！\n");
//else
// printf("没找到！\n");
//测试在pos位置之前插入数据
//LtInsert(find,88);
//LtPrint(plist);
//测试删除pos位置
//LtErase(find);
//find = NULL;//形参的改变不会影响实参，所以要在函数调用结束之后置为空
//LtPrint(plist);
//测试销毁链表
//LtDestroy(plist);
//plist = NULL;
}
int main()
{
LtnodeTest();
return 0;
}如果对你有所帮助的话，别忘了一键三连哟，谢谢宝子们😘！