【初阶数据结构】双向链表

双向链表

链表分类 8种 (带头/不带头 单向/双向 循环/循环)
最常用两种 单链表(不带头单向不循环链表) 双向链表（带头双向循环链表）

双链表有 头节点（哨兵位） 后继指针(next) 前驱指针(prev)

双向链表为空时，为一个哨兵位

同样采用多文件操作

1.申请节点

//申请节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{
	LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (node == NULL)//申请不成功
	{
		perror("malloc fail");
		exit(1);//给非0值
	}
	node->data = x;
	node->next = node->prev = node;

	return node;
}

2.链表初始化

void LTInit(LTNode** pphead)
{
	//给双向链表创建一个哨兵位
	*pphead = LTBuyNode(-1);//随便赋一个值
}

3.尾插

以上图为例 尾插时 head->prev指向的就是d3

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	//phead phead->prev newnode
	newnode->prev = phead->prev;//也就是newnode->prev指向d3
	newnode->next = phead;

	phead->prev->next = newnode;//d3的next指针指向新节点
	phead->prev = newnode;
}

4.打印链表

让pcur指向phead的next指针，然后遍历链表，直到pcur=phead

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

5.头插

头插是插到头结点与d1之间，插在头结点前边跟尾插一样(因为链表是双向循环的)

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->next = phead->next;
	newnode->prev = phead;

	
	phead->next->prev = newnode;//先改影响小的
	phead->next = newnode;

}

6.尾删

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	//链表必须有效且链表不能为空
	assert(phead && phead->next != phead);
	LTNode* del = phead->prev;
    del->prev->next = phead;
	phead->prev = del->prev;
	
	//删除del节点
	free(del);
	del = NULL;

}

7.头删

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

	phead->next = del->next;
	del->next->prev = phead;

	//删除del节点
	free(del);
	del = NULL;
}

8.查找

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;
}

9.指定位置插入

10.删除pos节点

void LTErase(LTNode* pos)//这里传一级指针是为了保持接口的一致性 其他函数传的都是一级指针
{
	//pos理论上来说不能为phead,但是参数没有phead，所以无法增加校验
	pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;

	free(pos);
	pos = NULL;
}

11.链表的销毁

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

	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur->next != 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;//如果不置为空 plist(保存的地址空间被释放掉了) 若后续不再使用plist则没问题(野指针)
	
}

12.程序源码

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;

//声明双向链表种提供的方法

//初始化
void LTInit(LTNode** pphead);
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，所以传一级指针即可
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead,LTDataType x);
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);

void LTPopBack(LTNode* phead);
void LTPopFront(LTNode* phead);
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
void LTErase(LTNode* pos);
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);

void LTDesTroy(LTNode* phead);

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);//给非0值
	}
	node->data = x;
	node->next = node->prev = node;

	return node;
}
void LTInit(LTNode** pphead)
{
	//给双向链表创建一个哨兵位
	*pphead = LTBuyNode(-1);
}
//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;//不能交换位置
	phead->prev = newnode;
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
	newnode->next = phead->next;
	newnode->prev = phead;

	
	phead->next->prev = newnode;//先改影响小的
	phead->next = newnode;

}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	//链表必须有效且链表不能为空
	assert(phead && phead->next != phead);
	LTNode* del = phead->prev;
	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->next = del->next;
	del->next->prev = phead;

	//删除del节点
	free(del);
	del = NULL;
}
//查找
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;
}
//指定位置插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	LTNode* newnode = LTBuyNode(x);

	newnode->next = pos->next;
	newnode->prev = pos;

	pos->next->prev = newnode;
	pos->next = newnode;

}
//删除pos节点
void LTErase(LTNode* pos)//这里传一级指针是为了保持接口的一致性 其他函数传的都是一级指针
{
	//pos理论上来说不能为phead,但是参数没有phead，所以无法增加校验
	pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;

	free(pos);
	pos = NULL;
}
//链表销毁
void LTDesTroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* pcur = phead->next;
	while (pcur->next != 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;//如果不置为空 plist(保存的地址空间被释放掉了) 若后续不再使用plist则没问题(野指针)
	
}
//LTErase和LTDestroy参数理论上要传二级，因为我们需要让形参的改变影响到实参，但是为了接口的一致性才穿的一级
//传一级存在的问题是，当形参phead置为NULL后，实参plist不会被修改为NULL,因此解决方法是 调用完方法后手动将实参置为NULL
 

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"List.h";

void ListTest01()
{
	LTNode* plist = NULL;
	LTInit(&plist);

	LTPushBack(plist, 1);
	LTPrint(plist);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPrint(plist);
	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);
	LTPopFront(plist);
	LTPushFront(plist, 3);

	LTPrint(plist);
	LTNode* find = LTFind(plist, 3);
	{
		if (find == NULL)
		{
			printf("找不到\n");
		}
		else
		{
			printf("找到了\n");
		}
	}
	LTInsert(find, 66);
	LTPrint(plist);
	LTErase(find);
	LTPrint(plist);

}
int main()
{
	ListTest01();
	return 0;
}