前言

上一篇我们已经学过了单链表，了解了其结构，不知道大家有没有发现单链表的缺陷

链表结构

现实中要实现的链表结构非常多样，有8种链表结构：

无头单向非循环链表

结构简单，一把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，另外这种结构在笔试面试中出现很多。

带头双向循环链表

结构最复杂，一般用在单独存储结构。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发现结构会带来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。

带头双向循环链表的实现

List.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

//typedef char LTDataType;
typedef int LTDataType;

// SList
// DList

// 带头双向循环 -- 最有链表结构，任意位置插入删除数据都是O(1)
typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
	LTDataType data;
}ListNode;

ListNode* ListInit();
void ListDestory(ListNode* phead);
void ListPrint(ListNode* phead);

void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x);
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);
void ListPopFront(ListNode* phead);
void ListPopBack(ListNode* phead);

ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);
// pos位置之前插入x
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
// 删除pos位置的值
void ListErase(ListNode* pos);

bool ListEmpty(ListNode* phead);
int ListSize(ListNode* phead);

List.c

#include "List.h"

ListNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;

	return newnode;
}

ListNode* ListInit()
{
	ListNode* phead = BuyListNode(0);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;

	return phead;
}

void ListPrint(ListNode* phead)
{
	assert(phead);

	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

尾插

void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);

	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = phead;
	phead->prev = newnode;
}

头插

void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
}

头删

void ListPopFront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);

	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* second = first->next;
	phead->next = second;
	second->prev = phead;

	free(first);
	first = NULL;
}

尾删

void ListPopBack(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);

	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* prev = tail->prev;

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

	free(tail);
	tail = NULL;
}

查找

ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

pos位置之前插入x

void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);

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

删除pos位置的值

void ListErase(ListNode* pos)
{
	assert(pos);

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

销毁

void ListDestory(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	free(phead);
	phead = NULL;
}

优化

头插尾插都可归入插入，头删尾删都可归入删除

void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	ListInsert(phead, x);
}

void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	ListInsert(phead->next, x);
}

void ListPopFront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListErase(phead->next);
}

void ListPopBack(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListErase(phead->prev);
}

测试代码

test.c

#include "List.h"

void TestList1()
{
	ListNode* plist = ListInit();
	ListPushBack(plist, 1);
	ListPushBack(plist, 2);
	ListPushBack(plist, 3);
	ListPushBack(plist, 4);
	ListPrint(plist);

	ListPushFront(plist, 0);
	ListPushFront(plist, -1);
	ListPrint(plist);

	ListPopFront(plist);
	ListPopFront(plist);
	ListPopFront(plist);
	ListPrint(plist);

	ListPopBack(plist);
	ListPrint(plist);

	ListDestory(plist);
}

void TestList2()
{
	ListNode* plist = ListInit();
	ListPushBack(plist, 1);
	ListPushBack(plist, 2);
	ListPushBack(plist, 3);
	ListPushBack(plist, 4);
	ListPrint(plist);

	ListNode* pos = ListFind(plist, 3);
	if (pos)
	{
		// 查找，附带着修改的作用
		pos->data *= 10;
		printf("找到了，并且节点的值乘以10\n");
	}
	else
	{
		printf("没有找到\n");
	}

	ListPrint(plist);

	ListInsert(pos, 300);
	ListPrint(plist);

	ListErase(pos);
	ListPrint(plist);
}

int main()
{
	TestList1();
    //TestList2()；
	return 0;