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一.链表的分类
链表的结构⾮常多样，以下情况组合起来就有8种（2 x 2 x 2）链表结构：
前面的单链表应该叫不带头单向不循环链表，前面的单链表章节提到的头节点只是为了方便理解，并不是真正的头节点。数据结构--链表-CSDN博客
- ⽆头单向⾮循环链表：结构简单，⼀般不会单独⽤来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的⼦结构，如哈希桶、图的邻接表等等。
- 带头双向循环链表：结构最复杂，⼀般⽤在单独存储数据。实际中使⽤的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使⽤代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反⽽简单了
二.双向链表的结构
带头链表⾥的头节点，实际为"哨兵位"，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。
三.双向链表的实现
test.c//测试文件
List.c//实现双向链表的方法
List.h//双向链表声明
1.初始化
双向链表由节点组成
-
数据
-
指向下一个节点的指针
-
指向前应该节点的指针
typedef int LTDataType;
//定义双向链表节点的结构
typedef struct ListNode
{
LTDataType data;
struct ListNode* next;
struct ListNode* prev;
}LTNode;
插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
//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;
}
//初始化
LTNode* LTInit()
{
//给双向链表创建一个哨兵位
LTNode* phead = LTBuyNode(-1);
return phead;
}
//打印链表
void LTPrint(LTNode* phead)
{
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}
2.尾插与头插
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead phead->prev newnode
newnode->prev = phead->prev;
newnode->next = phead;
phead->prev->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead newnode phead->next
newnode->next = phead->next;
newnode->prev = phead;
phead->next->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}
3.尾删与头删
void LTPopBack(LTNode* 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);
LTNode* del = phead->prev;
//phead del->prev del
del->prev->next = phead;
phead->prev = del->prev;
//删除del节点
free(del);
del = NULL;
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
assert(phead && phead->next != phead);
LTNode* del = phead->next;
//phead del del->next
phead->next = del->next;
del->next->prev = phead;
//删除del节点
free(del);
del = NULL;
}
4.在指定位置之后插入数据
查找函数
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
if (pcur->data == x)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
//没有找到
return NULL;
}
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
assert(pos);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//pos newnode pos->next
newnode->next = pos->next;
newnode->prev = pos;
pos->next->prev = newnode;
pos->next = newnode;
}
5.删除指定节点
//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);
//pos->prev pos pos->next
pos->next->prev = pos->prev;
pos->prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
6，销毁链表
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;
}
四.完整代码
List.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int LTDataType;
//定义双向链表节点的结构
typedef struct ListNode
{
LTDataType data;
struct ListNode* next;
struct ListNode* prev;
}LTNode;
//声明双向链表中提供的方法
//初始化
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit();
void LTDesTroy(LTNode* phead);
void LTPrint(LTNode* phead);
//插入数据之前，链表必须初始化到只有一个头结点的情况
//不改变哨兵位的地址，因此传一级即可
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos节点
void LTErase(LTNode* pos);
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
List.c
#include"List.h"
void LTPrint(LTNode* phead)
{
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}
//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;
}
//初始化
//void LTInit(LTNode** pphead)
//{
// //给双向链表创建一个哨兵位
// *pphead = LTBuyNode(-1);
//}
LTNode* LTInit()
{
LTNode* phead = LTBuyNode(-1);
return phead;
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead phead->prev newnode
newnode->prev = phead->prev;
newnode->next = phead;
phead->prev->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//phead newnode phead->next
newnode->next = phead->next;
newnode->prev = phead;
phead->next->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* 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);
LTNode* del = phead->prev;
//phead del->prev del
del->prev->next = phead;
phead->prev = del->prev;
//删除del节点
free(del);
del = NULL;
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
assert(phead && phead->next != phead);
LTNode* del = phead->next;
//phead del del->next
phead->next = del->next;
del->next->prev = phead;
//删除del节点
free(del);
del = NULL;
}
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
if (pcur->data == x)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
//没有找到
return NULL;
}
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
assert(pos);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//pos newnode pos->next
newnode->next = pos->next;
newnode->prev = pos;
pos->next->prev = newnode;
pos->next = newnode;
}
//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);
//pos->prev pos pos->next
pos->next->prev = pos->prev;
pos->prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
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;
}