双向链表＜数据结构 C版＞

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关于链表的分类

 双向链表结构体

初始化

尾插

头插

打印

判断是否为空

尾删

头删

查找

指定位置之后的插入

指定位置的删除

销毁

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关于链表的分类

根据链表的三大特性，单向or双向、带头or不带头、循环or不循环，可将链表分为2*2*2，8种链表，前面我们已经实现了单链表，即：不带头单向非循环链表，它的结构简单，不常用于单独存储数据，而是作为其他数据结构的子结构。

实际运用中，只有单链表（不带头单向非循环链表）和双向链表（带头双向循环链表）运用最多，带头双向循环链表，结构最复杂，常常运用于单独存储数据，使用的链表结构也几乎都是双向带头链表。

附上一张bit课件的图：

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 双向链表结构体

放一张bi课件的图片很形象：

//重定义一下类型，方便统一修改
typedef int LNDataType;
 
typedef struct ListNode {
	LNDataType data;//数据
	struct ListNode* prev;//前一个结点
	struct ListNode* next;//后一个结点
}LN;

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初始化

双向链表的初始化，应创建一个哨兵结点（也称头结点），它存放的数据是无效数据（假定-1），

所以我们先实现一个创建单节点的函数：

//创建新节点
LN* LNBuyNode(LNDataType x) {
	LN* node = (LN*)malloc(sizeof(LN));//开辟空间
	if (!node) {//判断为空
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	node->data = x;//传入数据
	node->next = node->prev = node;
	//双向循环链表单节点也应满足循环，不能初始化为NULL;
	return node;
}

接着我们就可方便地调用，创建一个哨兵结点：

//初始化
void LNInit(LN** pphead) {
	assert(pphead);
	*pphead=LNBuynode(-1);
}

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尾插

//尾插
void LNPushBack(LN* phead, LNDataType x) {
	assert(phead);
	LN* node = LNBuyNode(x);//创建新结点
	node->next = phead;//先对新申请的结点参数进行操作，防止对原链表造成改变
	node->prev = phead->prev;
 
	phead->prev->next = node;//更改尾结点的next参数的指向
	phead->prev = node;//更改头结点prev结点的指向
}

运行测试一下：

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头插

注意头插的操作是在哨兵位后插入，双向链表为空的情况也是只剩下哨兵位，因为哨兵位并没有存储有效数据。

//头插
void LNPushFront(LN* phead, LNDataType x) {
	assert(phead);
	LN* node = LNBuyNode(x);//创建新结点
	node->next = phead->next;//先对新申请的结点参数进行操作，防止对原链表造成改变
	node->prev = phead;
 
	
	phead->next->prev = node;//更改头结点的下一个结点的prev指向
	phead->next = node;//更改头结点的next指向
}

运行测试一下：

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打印

//打印
void LNPrint(LN* phead) {
	assert(phead);
	LN* pcur = phead->next;
	//因为头结点内存储的是无效数据，所以我们让它指向下一个结点
	while (pcur!=phead) {//与头结点相遇说明我们已经遍历完整个链表了
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("\n");
}

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判断是否为空

双向链表为空的情况是只有一个哨兵结点而不是NULL

//判断是否为空
bool LNEmpty(LN* phead) {
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}

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尾删

//尾删
void LNPopBack(LN* phead) {
	assert(phead);
	assert(!LNEmpty(phead));//删除操作至少有一个有效数据
	//LNEmptys是空返回true,取反保证不为空
	LN* del = phead->prev;//保存要删除的结点
	phead->prev = del->prev;//对要受影响的结点的参数进行更改
	phead->prev->next = phead;
 
	free(del);//释放掉该地址
	del = NULL;
}

运行测试一下：

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头删

//头删
void LNPopFront(LN* phead) {
	assert(phead);
	assert(!LNEmpty(phead));
	LN* del = phead->next;//保存要删除的结点
	phead->next = del->next;//对要受影响的结点的参数进行更改
	phead->next->prev = phead;
 
	free(del);//释放掉该地址
	del = NULL;
}

运行测试一下：

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查找

因为后面涉及到任意位置的操作，所以这里要写一个查找方法：

//查找
LN* LNFind(LN* phead, LNDataType x) {
	assert(phead);
	assert(!LNEmpty(phead));
	LN* pcur = phead->next;
	while (pcur!=phead) {
	//判断条件为!=phead,遇到哨兵位说明已经遍历完
		if (pcur->data == x) {
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	return NULL;
}

运行测试一下：

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指定位置之后的插入

//指定位置之后的插入
void LNInsert(LN* pos, LNDataType x) {
	assert(pos);
	LN* node = LNBuyNode(x);
	node->next = pos->next;//先对要受影响的结点的参数进行更改
	node->prev = pos;
 
	pos->next->prev = node;//更改pos结点的后一个结点的prev参数
	pos->next = node;//更改pos结点的next参数
}

运行测试一下：

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指定位置的删除

//任意位置的删除
void LNErase(LN* pos) {
	assert(pos);
	pos->next->prev = pos->prev;
	pos->prev->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

运行测试一下：

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销毁

//销毁
void LNDestory(LN** phead) {
	assert(phead && *phead);
	LN* pcur = (*phead)->next;
	while (pcur != *phead) {
		LN* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	free(*phead);
	*phead =pcur= NULL;
}