带头双向循环链表

与单链表的区别

单向/双向

在这里插入图片描述

带头/不带头

循环/非循环

代码的实现

接口

// 创建链表（链表初始化）
ListNode* ListCreate();
//创建节点
ListNode* BuyListNode(ListNode* pHead);
// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* pHead);
// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* pHead);
// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x);
// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* pHead);
// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x);
// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* pHead);
// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos);

节点的构造

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

初始化链表

// 创建链表（初始化）
ListNode* ListCreate()
{
	//开辟哨兵卫头结点
	ListNode* plist = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	if (plist == NULL)//失败打印错误信息并结束进程
	{
		perror("ListCreat fail:");
		exit(-1);
	}
	plist->next = plist;
	plist->prev = plist;
	return plist;
}

开辟节点

//创建节点
ListNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
	//创建节点
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	if (newnode == NULL)//失败打印错误信息并结束进程
	{
		perror("creatnode fail:");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	//初始化结点
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;
	return newnode;
}

销毁链表

// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* pHead)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	ListNode* cur = pHead;
	pHead->prev->next = NULL;
	while (cur!=NULL)
	{
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	return;
}

打印链表

// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* pHead)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	//创建寻址指针
	ListNode* cur = pHead->next;
	//循环遍历链表
	while (cur != pHead)
	{
		//打印数据
		printf("%d->", cur->data);
		//找到下一个节点
		cur = cur->next;
	}printf("NULL\n");
	return;
}

尾插链表

// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	//创建节点
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	//找到尾节点
	ListNode* tail=pHead->prev;
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
 
	pHead->prev = newnode;
	newnode->next = pHead;
}

尾删链表

// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* pHead)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	//只剩哨兵卫头结点的情况
	if (pHead->prev == pHead)
		return;
	//记录尾节点及其前一节点
	ListNode* tail = pHead->prev;
	ListNode* tailprev = tail->prev;
	//释放尾节点
	free(tail);
	//构建尾节点前一节点与哨兵卫头结点的关系
	tailprev->next = pHead;
	pHead->prev = tailprev;
	return;
}

头插链表

// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	//创建节点
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	//记录哨兵卫头结点的下一节点
	ListNode* next = pHead->next;
	//构建各节点之间的关系
	pHead->next = newnode;
	newnode->prev = pHead;
 
	newnode->next = next;
	next->prev = newnode;
	return;
}

头删链表

// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* pHead)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	//只剩哨兵卫头结点的情况
	if (pHead->next == pHead)
		return;
	//记录哨兵卫头结点下一节点及其的下一节点
	ListNode* next = pHead->next;
	ListNode* nextNext = next->next;
	//释放节点
	free(next);
	pHead->next = nextNext;
	nextNext->prev = pHead;
	return;
}

查找链表

// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	//断言传入指针不为NULL
	assert(pHead);
	//创建寻址指针
	ListNode* cur = pHead->next;
	while (cur != pHead)
	{
		//比较数据
		if (cur->data == x)
			return cur;
		//找到下一个节点
		cur = cur->next;
	}
	//没找到则返回NULL
	return NULL;
}

链表pos位置的删除

void ListErase(ListNode* pos)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* next = pos->next;
	free(pos);
	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	return;
}

总结

我们在实现的时候可以看出其实带头双向循环链表实现起来并不难，而且在双向循环特点的加持下，在一些方面显得格外方便。

但我们仍要熟练掌握带头双向循环链表的结构和实现方式，因为这是一种特别且方便的结构，且用处十分强大。