数据结构之双向循环链表

多种链表

根据不同的需求，实践应用中衍生出了多种不同的链表结构，有单向和双向链表、带头结点和不带

头结点的链表、循环和非循环的链表

注意:循环链表遍历的终点是头节点

双向链表的实现

单链表的结点中保存了指向后继结点的地址，所以单链表中找当前结点的后继结点很容易，但要获取当前结点的前驱结点就很麻烦，就只能从头开始往后遍历获取，时间复杂度为 O(n)；所以单链表中只有当前结点的指针 pos 时 (没有头指针)，想要在 pos 之前插入结点和删除 pos 位置结点都是无法实现的。

双向链表相比单链表最大的特征是每个结点中多了一个前驱指针，一些场景需要获取当前结点前驱结点的场景中就需要用双链表实现，如：倒着遍历、删除当前结点、在当前结点前插入结点等。

双向链表的一些不足是找尾结点依旧不是很方便，另外呢，头尾插入删除考虑的边界依旧比较多。后面的带头双向循环链表可以很好的解决这个问题

节点的结构

要有一个数据域,前驱指针和后驱指针

cpp 复制代码

typedef int DCLDataType;
typedef struct DCLListNode {
    DCLDataType data;            // 存储数据元素的值
    struct DCLListNode* prev;    // 存放前驱结点的指针
    struct DCLListNode* next;    // 存放后继结点的指针
}DCLListNode;

初始化

和之前的单链表相似,多了prev指针的指向问题

cpp 复制代码

// 创建一个新结点
DCLListNode* BuyListNode(DCLDataType data)
{
	DCLListNode* newNode = (DCLListNode*)malloc(sizeof(DCLListNode));
	if (newNode == NULL)
	{
		printf("申请空间失败\n");
		return  NULL;

	}
	newNode->data = data;
	newNode->next = newNode;
	newNode->prev = newNode;
	return newNode;
}


// 链表初始化
DCLListNode* DCLListInit()
{
	DCLListNode* head = BuyListNode(-1);
	return head;
}

销毁

和单链表比较相似,遍历,删除,一定要记录下一个指针

cpp 复制代码

// 销毁链表
void DCLListDestroy(DCLListNode* L)
{
	assert(L);
	DCLListNode* cur = L->next;
	while (cur != L)
	{
		DCLListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;

	}
}

插入

直接告诉你pos的指针,直接修改指针走向即可,和单链表那里类似,如果不引入新节点一定要注意修改的顺序,避免断链

cpp 复制代码

// 在pos位置后插入值为x的结点,pos为下标值
void DCLListInsert(DCLListNode* pos, DCLDataType x)
{
	assert(pos);
	DCLListNode* newnode = BuyListNode(x);
	DCLListNode* next = pos->next;
	//pos    next
	//   newnode
	newnode->next = next;
	newnode->prev = pos;
	pos->next = newnode;
	next->prev = newnode;

}

删除

直接告诉你pos的指针,直接修改指针走向即可

cpp 复制代码

// 删除pos位置的结点
void DCLListDelete(DCLListNode* pos)
{
	assert(pos);

	DCLListNode* prev = pos->prev;
	DCLListNode* next = pos->next;
	//prev    pos   next
	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	free(pos);
}

获取下标位置的值

遍历,注意边界i的处理

cpp 复制代码

// 获取链表的位序i的结点
DCLListNode* DCLListGetElem(DCLListNode* L, int i)
{
	DCLListNode* cur = L->next;
	int j = 0;
	while (cur!=L && j < i)
	{
		cur = cur->next;
		j++;
	}
	if (j == i)
		return cur;
	else
		return NULL;

}

头插尾插,头删尾删,打印

可以复用插入和删除的代码,打印就是遍历一遍,都比较简单这里不多做赘述

cpp 复制代码

// 头插
void DCLListPushFront(DCLListNode* L, DCLDataType x)
{
	assert(L);

	DCLListInsert(L, x);
}

// 尾插
void DCLListPushBack(DCLListNode* L, DCLDataType x)
{
	assert(L);
	DCLListInsert(L->prev, x);

}

// 头删
void DCLListPopFront(DCLListNode* L)
{
	assert(L);
	DCLListDelete(L->next);
}

// 尾删
void DCLListPopBack(DCLListNode* L)
{
	assert(L);
	DCLListDelete(L->prev);
}
// 打印链表中的元素
void DCLListPrint(DCLListNode* L)
{
	assert(L);
	DCLListNode* cur = L->next;
	while (cur!=L)
	{
		printf("%d-> ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
}