💓1.总体布局

1.创建双向链表节点

LTNode* CreateLTNode(LTDataType x)；

2.初始化双向循环链表

LTNode* LTInit();

3.打印双向循环链表

void LTPrint(LTNode* phead);

4.循环双向链表尾插

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);

5.双向循环链表中删除尾节点

void LTPopBack(LTNode* phead);

6.双向链表的头插操作

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);

7.双向链表的头部删除操作

void LTPopFront(LTNode* phead);

8.循环链表中查找指定值节点

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);

9.该函双向链表中指定节点pos的前面插入一个新的节点

void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);

10.双向链表中删除某个节

void LTErase(LTNode* pos);

11.销毁一个循环双向链表

void LTDestroy(LTNode * phead);

💓2.详细解读

❣️1.创建双向链表节点

函数输入参数为节点的值x，函数返回一个指向节点的指针。

函数内部实现：

使用malloc函数为新节点分配内存空间，分配的大小为一个LTNode结构体的大小。

判断内存分配是否成功，如果分配失败，则输出错误信息并退出程序。

对新节点进行初始化，将节点的值设置为x，next指针和prev指针设置为NULL。

返回指向新节点的指针。

LTNode* CreateLTNode(LTDataType x)
{
  LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    exit(-1);
  }
  newnode->val = x;
  newnode->next = NULL;
  newnode->prev = NULL;
  return newnode;
}

❣️2.初始化双向循环链表

链表中的每个节点都是LTNode类型的结构体，其中包含一个指向前一个节点的指针prev和一个指向后一个节点的指针next。该函数首先创建一个值为-1的头节点，并将头节点的前一个节点和后一个节点都指向头节点本身，以形成一个空的双向循环链表。最后返回头节点的指针。

LTNode* LTInit()
{
  LTNode* phead = CreateLTNode(-1);
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;
 
  return phead;
}

❣️3.打印双向循环链表

其参数为双向循环链表的头结点指针，函数内部会从头结点开始遍历链表，并依次打印每个节点的值，直到遍历到头结点为止。最终输出的内容是形如“哨兵位<=>x<=>y<=>z<=>哨兵位”的字符串，其中x、y、z分别表示链表中的元素值。

void LTPrint(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  printf("哨兵位<=>");
 
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    printf("%d<=>", cur->val);
    cur = cur->next;
  }
  printf("\n");
}

❣️4.循环双向链表尾插

将一个元素x插入到链表的最后一个节点的后面。

函数接收两个参数，一个是指向链表头结点的指针phead，另一个是要插入到链表尾部的元素x。

首先使用assert函数检查参数phead是否为NULL，如果是则直接终止程序。

接着定义两个指针tail和newnode，tail指向链表的最后一个节点，newnode是要插入到链表尾部的新节点。

然后将新节点插入到链表尾部。具体步骤如下：

让tail节点的next指针指向newnode节点，即tail->next = newnode。

让newnode节点的prev指针指向tail节点，即newnode->prev = tail。

让newnode节点的next指针指向链表头节点phead，即newnode->next = phead。

让phead节点的prev指针指向newnode节点，即phead->prev = newnode。

这样就完成了在链表尾部插入新节点的操作。

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  LTNode* tail = phead->prev;
  LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
  // phead               tail  newnode
  tail->next = newnode;
  newnode->prev = tail;
  newnode->next = phead;
  phead->prev = newnode;
}

❣️5.双向循环链表中删除尾节点

具体分析如下：

首先使用assert函数来判断phead是否为空，如果为空则程序立即终止。

由于是双向循环链表，在删除尾节点之前需要判断链表中是否存在节点。使用assert函数来判断phead的next指针是否指向phead本身，如果是则链表为空，程序立即终止。

设置指针tail指向链表的尾节点，并使用tailPrev指针来记录尾节点的前一个节点。

释放tail指向的节点，即删除尾节点。

将tailPrev节点的next指针指向phead节点，即将链表尾节点删除后，将尾节点的前一个节点的next指针指向头节点。

将phead节点的prev指针指向tailPrev节点，即将链表尾节点删除后，将头节点的prev指针指向链表的倒数第二个节点，以保证链表仍然是双向循环的。

注意，该函数的前提条件是链表中至少存在一个节点，否则会因为assert函数判断失败而终止程序。在使用该函数时需要注意链表的状态。

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  // 空
  assert(phead->next != phead);
  LTNode* tail = phead->prev;
  LTNode* tailPrev = tail->prev;
  free(tail);
  tailPrev->next = phead;
  phead->prev = tailPrev;
 
}

❣️6.双向链表的头插操作

将一个新节点插入到链表的第一个位置。

输入参数：

phead：头结点指针，其中包含链表的头指针和尾指针；

x：要插入的节点的值。

函数流程：

创建新节点，其数据域为x；

获取原链表中第一个节点的指针first；

将新节点插入到头结点之后的位置，使得新节点为原链表的第一个节点，first成为新节点的后继节点；

将原第一个节点的prev指针指向新节点，完成头插操作。

注意事项：

函数中使用了assert宏，用于判断头结点是否存在；

操作需要改变多个节点的指针，需要仔细考虑顺序和细节。

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

❣️7.双向链表的头部删除操作

1. 首先使用assert函数判断传入的链表头结点指针phead是否为空，如果为空则终止程序运行。

2. 再通过assert函数判断链表是否为空，即头结点的下一个结点是否还是头结点自身，如果是则说明链表为空，同样终止程序运行。

3. 取出链表头结点的下一个结点first，以及第二个结点second。

4. 将头结点的下一个结点指向第二个结点，同时将第二个结点的前一个结点指向头结点，完成删除操作。

5. 最后使用free函数释放被删除的结点first的内存空间，并将first指针置为空。

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  // 空
  assert(phead->next != phead);
  LTNode* first = phead->next;
  LTNode* second = first->next;
  phead->next = second;
  second->prev = phead;
  free(first);
  first = NULL;
  
}

❣️8.循环链表中查找指定值节点

参数说明：

phead：指向循环链表头节点的指针。

x：需要查找的值。

函数实现步骤：

首先，断言链表头节点不为空。

定义一个指针 cur，指向链表的第一个节点。

遍历链表，如果找到了值为 x 的节点，直接返回该节点指针。

如果遍历完整个链表都没有找到值为 x 的节点，就返回 NULL 指针，表示没有找到。

需要注意的是，该函数是针对循环链表的查找实现，因此需要判断 cur 指针是否回到了头节点 phead，如果回到了头节点，则表示遍历完整个链表，需要退出循环。

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    if (cur->val == x)
    {
      return cur;
    }
    cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}

❣️9.该函双向链表中指定节点pos的前面插入一个新的节点

节点的值为x。函数实现需要注意以下几点：

首先需要判断pos节点是否存在，若不存在则直接返回。

创建一个新节点newnode，并将其值赋为x。

获取pos节点的前一个节点posPrev，posPrev节点和newnode节点之间需要插入新的节点。

将posPrev节点的next指针指向newnode节点，将newnode节点的prev指针指向posPrev节点，将newnode节点的next指针指向pos节点，将pos节点的prev指针指向newnode节点。

确保插入操作顺利完成后，函数返回。

// 在pos前面的插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
 
  LTNode* posPrev = pos->prev;
  LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
  // posprev newnode pos
  posPrev->next = newnode;
  newnode->prev = posPrev;
  newnode->next = pos;
  pos->prev = newnode;
}

❣️10.双向链表中删除某个节

输入参数是要删除的节点指针pos。

首先通过断言语句assert(pos)来检查输入参数是否为空。

然后通过pos指针找到它的前驱节点posPrev和后继节点posNext，将它们之间的连接断开，即将posPrev的next指针指向posNext，将posNext的prev指针指向posPrev。

最后通过free函数释放pos指向的内存空间，完成删除操作。

// 删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos)
{
  assert(pos);
 
  LTNode* posNext = pos->next;
  LTNode* posPrev = pos->prev;
 
  posPrev->next = posNext;
  posNext->prev = posPrev;
  free(pos);
  
}

❣️11.销毁一个循环双向链表

参数phead是链表的头指针，其指向一个LTNode类型的结构体，该结构体中有两个指针，分别指向链表的头节点和尾节点。

首先，函数中使用了断言assert(phead)，判断参数phead是否为空指针，如果是，程序会终止运行，有助于在调用函数时发现错误。

然后，定义一个指针cur指向链表第一个节点，然后使用while循环遍历除了头节点之外的所有节点，直到遍历完所有节点为止。

在循环中，使用一个指针next指向当前节点的下一个节点，然后释放当前节点的内存空间，最后将cur指向下一个节点。

循环结束后，释放链表头节点的内存空间，销毁整个链表。

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

💓3.部分代码进阶

❣️1.根据2—9：void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)

1.循环双向链表尾插操作

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  LTInsert(phead, x);
}

2. 双向链表的头插操作

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  LTInsert(phead->next, x);
}

❣️2.根据2—10void LTErase(LTNode* pos)

1.双向循环链表中删除尾节点

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  LTErase(phead->prev);
}

2. 双向链表的头部删除操作

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  // 空
  assert(phead->next != phead);
  LTErase(phead->next);
}

💓4.整体代码

❣️1.List.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
  struct ListNode* next;
  struct ListNode* prev;
  LTDataType val;
}LTNode;
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x);
LTNode* LTInit();
void LTPrint(LTNode* phead);
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPopBack(LTNode* phead);
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTPopFront(LTNode* phead);
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
void LTErase(LTNode* pos);
void LTDestroy(LTNode * phead);

❣️2.List.c

#include"List.h"
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x)
{
  LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
  perror("malloc fail");
  exit(-1);
  }
  newnode->val = x;
  newnode->next = NULL;
  newnode->prev = NULL;
  return newnode;
}
LTNode* LTInit()
{
  LTNode* phead = CreateLTNode(-1);
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;
  return phead;
}
void LTPrint(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  printf("哨兵位<=>");
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
  printf("%d<=>", cur->val);
  cur = cur->next;
  }
  printf("\n");
}
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  //LTNode* tail = phead->prev;
  //LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
  phead               tail  newnode
  //tail->next = newnode;
  //newnode->prev = tail;
  //newnode->next = phead;
  //phead->prev = newnode;
  LTInsert(phead, x);
}
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  // 空
  assert(phead->next != phead);
  /*LTNode* tail = phead->prev;
  LTNode* tailPrev = tail->prev;
  free(tail);
  tailPrev->next = phead;
  phead->prev = tailPrev;*/
  LTErase(phead->prev);
}
//void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
//{
//  assert(phead);
//  LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
//
//  newnode->next = phead->next;
//  phead->next->prev = newnode;
//
//  phead->next = newnode;
//  newnode->prev = phead;
//
//}
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  /*assert(phead);
  LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
  LTNode* first = phead->next;
  phead->next = newnode;
  newnode->prev = phead;
  newnode->next = first;
  first->prev = newnode;*/
  LTInsert(phead->next, x);
}
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  // 空
  assert(phead->next != phead);
  /*LTNode* first = phead->next;
  LTNode* second = first->next;
  phead->next = second;
  second->prev = phead;
  free(first);
  first = NULL;*/
  LTErase(phead->next);
}
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
  if (cur->val == x)
  {
    return cur;
  }
  cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}
// 在pos前面的插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  LTNode* posPrev = pos->prev;
  LTNode* newnode = CreateLTNode(x);
  // posprev newnode pos
  posPrev->next = newnode;
  newnode->prev = posPrev;
  newnode->next = pos;
  pos->prev = newnode;
}
// 删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos)
{
  assert(pos);
  LTNode* posNext = pos->next;
  LTNode* posPrev = pos->prev;
  posPrev->next = posNext;
  posNext->prev = posPrev;
  free(pos);
  //pos = NULL;
}
void LTDestroy(LTNode* phead)
{
  assert(phead);
  LTNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
  LTNode* next = cur->next;
  free(cur);
  cur = next;
  }
  free(phead);
  //phead = NULL;
}

❣️3.Test.c

#include "List.h"
void TestList1()
{
  LTNode* plist = LTInit();
  LTPushBack(plist, 1);
  LTPushBack(plist, 2);
  LTPushBack(plist, 3);
  LTPushBack(plist, 5);
  LTPushBack(plist, 4);
  LTPrint(plist);
  LTPushFront(plist, 10);
  LTPrint(plist);
}
void TestList2()
{
  LTNode* plist = LTInit();
  LTPushFront(plist, 10);
  LTPushFront(plist, 20);
  LTPushFront(plist, 30);
  LTPushFront(plist, 40);
  LTPrint(plist);
  LTPopFront(plist);
  LTPrint(plist);
  LTPopFront(plist);
  LTPrint(plist);
  LTPopFront(plist);
  LTPrint(plist);
  LTPopFront(plist);
  LTPrint(plist);
  //LTPopFront(plist);
  //LTPrint(plist);
}
void TestList3()
{
  LTNode* plist = LTInit();
  LTPushBack(plist, 1);
  LTPushBack(plist, 2);
  LTPushBack(plist, 3);
  LTPushBack(plist, 5);
  LTPushBack(plist, 4);
  LTPrint(plist);
  LTNode* pos = LTFind(plist, 3);
  if (pos)
  {
  pos->val *= 10;
  }
  LTPrint(plist);
  LTInsert(pos, 30000);
  LTPrint(plist);
  LTInsert(plist, -1);
  LTPrint(plist);
  LTInsert(plist, -2);
  LTPrint(plist);
}
void TestList4()
{
  LTNode* plist = LTInit();
  LTPushBack(plist, 1);
  LTPushBack(plist, 2);
  LTPushBack(plist, 3);
  LTPushBack(plist, 5);
  LTPushBack(plist, 4);
  LTPrint(plist);
  LTNode* pos = LTFind(plist, 3);
  if (pos)
  {
  LTErase(pos);
  pos = NULL;
  }
  LTPrint(plist);
  LTDestroy(plist);
  plist = NULL;
}
int main()
{
  TestList4();
  return 0;
}

💓5.优缺点

带头双向循环链表的优点：

相对于单向链表，双向链表可以在遍历列表时可以很方便地获取前驱节点，这是非常有用的。因此，双向链表的操作速度要快于单向链表，尤其是在需要频繁地对链表进行插入和删除操作时。

循环链表能够有效地利用链表结构，实现了一种无限循环的数据结构，可以在遍历列表时可以非常方便地实现循环。

带头结点的链表可以避免一些特殊情况，例如对于空链表的插入和删除操作，带头节点的链表不需要特殊处理。

带头双向循环链表的缺点：

相对于单向链表，双向链表需要多维护一个指向前驱节点的指针，这会增加空间复杂度。

双向链表的实现相对单向链表来说较为复杂，需要处理的指针较多，同时也需要对链表的多个指针进行操作，这在一些情况下导致代码会比单向链表的代码更为复杂。

总的来说，带头双向循环链表在需要频繁对链表进行插入和删除操作时，以及需要实现无限循环链表时非常有用。但是相比于单向链表，需要额外维护一个指向前驱节点的指针，同时实现也较为复杂。

[数据结构]—带头双向循环链表——超详解

💓1.总体布局

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❣️1.根据2—9：void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)

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❣️2.List.c

❣️3.Test.c

💓5.优缺点

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[数据结构]—带头双向循环链表——超详解

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