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前言
链表的实现
新节点的创建
链表初始化
尾插与尾删
头插与头删
查找数据
在任意位置的插入与删除
链表的销毁
总结
前言
链表结构一共有八种形式，在前面的文章里已经讲完了不带头单向非循环链表的实现，但是我们发现该链表实现尾插与尾删时比较麻烦，要先从头节点进行遍历，找到尾节点，时间复杂度为O(N)，而本次所讲的带头双向循环单链表，则可以直接找到尾节点。
虽然该链表看起来特别复杂，但实际上真正实现起来很简单，并且用起来真的超爽，还能拿来吹吹牛皮。唬一唬一知半解的外行人。
链表的实现
typedef int LTDataType;//类型重命名 typedef struct ListNode { LTDataType _data;//数据 struct ListNode* _next;//指向下一个节点的指针 struct ListNode* _prev;//指向前一个节点的指针 }ListNode;
新节点的创建
这里由于后面的插入都需要进行创建新节点，所以我们把它写成一个函数，后面进行插入操作的时候，直接调用即可。这里没什么技术含量。直接malloc即可
ListNode* BuyListNode(LTDataType x) { ListNode* phead = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); if (phead == NULL) { perror("malloc fail"); exit(-1); } phead->_data = x; phead->_next = NULL; phead->_prev = NULL; return phead; }
链表初始化
空表状态下应该是如下图这样的，因为它是带头的循环链表，所以第一个节点不用来存储有效数据。它的next与prev都指向自己就说明该链表是空表。
ListNode* InitListNode() { ListNode* phead = BuyListNode(-1);//这里的-1不是有效数据 phead->_next = phead; phead->_prev = phead; return phead; }
尾插与尾删
尾插
尾插首先要找到尾节点，这里的尾节点很容易找到，就是头节点的prev指向的节点。如下：
这里的尾插也满足空表情况下进行尾插。所以该代码没问题
代码
void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); ListNode* newnode = BuyListNode(x);//新节点创建 ListNode* tail = pHead->_prev;//找到尾节点 tail->_next = newnode;//尾节点连接新节点 newnode->_prev = tail;//新节点的prev与尾节点连接 pHead->_prev = newnode;//头节点的prev指向新节点 newnode->_next = pHead;//新节点的next指向头节点，至此，新节点成了为节点 }
尾删
尾删的实现也很简单，找到尾节点即可，再让尾节点的前一个节点与头节点连接，最后释放尾节点即可。如下：
这里要注意的就是空表情况下是不可以继续删除的。
代码
void ListPopBack(ListNode* pHead) { assert(pHead); assert(pHead->_next!=pHead);//空表情况下不能继续删 //找尾 ListNode* tail = pHead->_prev; //记录尾部前一个节点 ListNode* tailprev = tail->_prev; tailprev->_next = pHead; pHead->_prev = tailprev; //释放尾部 free(tail); }
测试
//链表初始化+尾插尾删 void ListNodeTest1() { //初始化 ListNode* phead=InitListNode(); //尾插 ListPushBack(phead, 1); ListPushBack(phead, 2); ListPushBack(phead, 3); ListPushBack(phead, 4); ListPushBack(phead, 5); ListPrint(phead);//1 2 3 4 5 //尾删 ListPopBack(phead); ListPopBack(phead); ListPopBack(phead); ListPrint(phead);//1 2 //ListPopBack(phead); //ListPopBack(phead); //ListPopBack(phead); //ListPrint(phead);//error }
头插与头删
头插
头插的实现在这里也很简单，先找到有效节点的头节点（即PHead的next指向的第一个节点），然后将新节点的next指向该节点，该节点的prev指向新节点，再让PHead的next指向新节点，新节点的prev指向PHead即可。（看起来可能有些乱，但是画图就特别容易理解）
代码
//头插 void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); //找到头节点 ListNode* first = pHead->_next; ListNode* newnode = BuyListNode(x);//新节点创建 //连接 newnode->_next = first; first->_prev = newnode; pHead->_next = newnode; newnode->_prev = pHead; }
头删
头删的实现与尾删异曲同工，找到有效节点的头节点，保存下一个节点，将PHead与之连接，然后再释放有效节点的头节点即可。
这里依然要注意，空表情况不能进行删除
代码
void ListPopFront(ListNode* pHead) { assert(pHead); assert(pHead->_next != pHead);// //找到头节点以及头节点后面的节点 ListNode* first = pHead->_next; ListNode* second = first->_next; //进行连接 pHead->_next = second; second->_prev = pHead; free(first);//释放 }
测试
void ListNodeTest2() { //初始化 ListNode* phead = InitListNode(); //头插 ListPushFront(phead, 1); ListPushFront(phead, 2); ListPushFront(phead, 3); ListPushFront(phead, 4); ListPushFront(phead, 5); ListPrint(phead);//5 4 3 2 1 //头删 ListPopFront(phead); ListPopFront(phead); ListPopFront(phead); ListPrint(phead);// 2 1 //ListPopFront(phead); //ListPopFront(phead); //ListPopFront(phead); //ListPrint(phead);// error }
查找数据
这里进行查找数据，依然还是遍历整个链表即可。没啥可说的，如下：
ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); ListNode* cur = pHead->_next; //遍历 while (cur != pHead) { if (cur->_data == x) { return cur; } cur = cur->_next; } return NULL; }
在任意位置的插入与删除
pos位置插入
这里与头插的操作相比，两者其实也没啥区别。头插是找有效节点的头节点，在这里我们把pos看作该节点，把pos的prev指向的节点看作是PHead节点，这样的话，原理就与头插相同了。
// 双向链表在pos的前面进行插入 void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x) { assert(pos); //pos前面的节点 ListNode* posprev = pos->_prev; //新节点 ListNode* newnode = BuyListNode(x); //连接即可 posprev->_next = newnode; newnode->_prev = posprev; newnode->_next = pos; pos->_prev = newnode; }
pos位置删除
原理也是与头删相似，只要画图即可理解。这里就不一一进行解析了，大家根据代码画图纸就行。不过需要注意的是，空表不可进行删除。
void ListErase(ListNode* pos) { assert(pos); pos->_prev->_next = pos->_next; pos->_next->_prev = pos->_prev; free(pos); }
链表的销毁
这里的销毁也是需要进行遍历链表，先保存下一个链表，再释放当前链表。将有效节点销毁后，再将PHead销毁。
代码
void ListDestory(ListNode* pHead) { assert(pHead); ListNode* cur = pHead->_next; while (cur != pHead) { //找到cur后面的节点 ListNode* curnext = cur->_next; free(cur);//释放 cur = curnext; } //释放pHead free(pHead); }
测试
//双向链表查找、任意位置插入、删除 ListNodeTest3() { ListNode* phead = InitListNode(); ListPushFront(phead, 1); ListPushFront(phead, 2); ListPushFront(phead, 3); ListPushFront(phead, 4); ListPushFront(phead, 5); //查找 ListNode* pos = ListFind(phead, 2); //pos->_data = 50; //ListPrint(phead);// 5 4 3 50 1 // 双向链表在pos的前面进行插入 ListInsert(pos, 0); ListPrint(phead);// 5 4 3 0 2 1 //删除pos位置 ListErase(pos); ListPrint(phead);// 5 4 3 0 1 //链表销毁 ListDestory(phead); }
总结
该链表用起来真的很爽，能直接找到头尾节点，并且因为有头的存在，就不需要考虑是否为空表的情况下的插入，就不用改变PHead，所以就不用像之前的单链表一样，得传二级指针。真的是链表中的完美存在，不过在进行删除操作时，一定要考虑空表情况下不可进行删除。因此要加个assert进行断言。
