带头双向循环链表
与单链表的区别
单向/双向
单向：只有一个ｎｅｘｔ指针，只指向下一位元素
双向：有两个指针，指向上一位和下一位元素，寻找前一节点和后一节点很便利
带头/不带头
带头：在本来的头结点之前还有一个哨兵卫节点作为头节点，它的址域指针指向头节点，值域不做使用
不带头：没有哨兵卫头节点，在尾删尾插等问题中要考虑头结点的情况（局限）
循环/非循环
循环：头结点会与尾节点相连
非循环：头结点不与尾节点相连
代码的实现
接口
// 创建链表（链表初始化） ListNode* ListCreate(); //创建节点 ListNode* BuyListNode(ListNode* pHead); // 双向链表销毁 void ListDestory(ListNode* pHead); // 双向链表打印 void ListPrint(ListNode* pHead); // 双向链表尾插 void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x); // 双向链表尾删 void ListPopBack(ListNode* pHead); // 双向链表头插 void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x); // 双向链表头删 void ListPopFront(ListNode* pHead); // 双向链表查找 ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x); // 双向链表在pos的前面进行插入 void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x); // 双向链表删除pos位置的节点 void ListErase(ListNode* pos);
节点的构造
typedef int LTDataType; typedef struct ListNode { LTDataType data; struct ListNode* next; struct ListNode* prev; }ListNode;
初始化链表
// 创建链表（初始化） ListNode* ListCreate() { //开辟哨兵卫头结点 ListNode* plist = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); if (plist == NULL)//失败打印错误信息并结束进程 { perror("ListCreat fail:"); exit(-1); } plist->next = plist; plist->prev = plist; return plist; }
开辟节点
//创建节点 ListNode* BuyListNode(LTDataType x) { //创建节点 ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); if (newnode == NULL)//失败打印错误信息并结束进程 { perror("creatnode fail:"); exit(-1); } newnode->data = x; //初始化结点 newnode->next = NULL; newnode->prev = NULL; return newnode; }
销毁链表
注：动态开辟的链表空间，在不使用后需要将之释放，避免造成内存泄漏
// 双向链表销毁 void ListDestory(ListNode* pHead) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); ListNode* cur = pHead; pHead->prev->next = NULL; while (cur!=NULL) { ListNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } return; }
打印链表
// 双向链表打印 void ListPrint(ListNode* pHead) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); //创建寻址指针 ListNode* cur = pHead->next; //循环遍历链表 while (cur != pHead) { //打印数据 printf("%d->", cur->data); //找到下一个节点 cur = cur->next; }printf("NULL\n"); return; }
尾插链表
// 双向链表尾插 void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); //创建节点 ListNode* newnode = BuyListNode(x); //找到尾节点 ListNode* tail=pHead->prev; tail->next = newnode; newnode->prev = tail; pHead->prev = newnode; newnode->next = pHead; }
尾删链表
尾删前记录前一节点的地址
// 双向链表尾删 void ListPopBack(ListNode* pHead) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); //只剩哨兵卫头结点的情况 if (pHead->prev == pHead) return; //记录尾节点及其前一节点 ListNode* tail = pHead->prev; ListNode* tailprev = tail->prev; //释放尾节点 free(tail); //构建尾节点前一节点与哨兵卫头结点的关系 tailprev->next = pHead; pHead->prev = tailprev; return; }
头插链表
头插前记录哨兵卫头节点的下一节点
// 双向链表头插 void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); //创建节点 ListNode* newnode = BuyListNode(x); //记录哨兵卫头结点的下一节点 ListNode* next = pHead->next; //构建各节点之间的关系 pHead->next = newnode; newnode->prev = pHead; newnode->next = next; next->prev = newnode; return; }
头删链表
// 双向链表头删 void ListPopFront(ListNode* pHead) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); //只剩哨兵卫头结点的情况 if (pHead->next == pHead) return; //记录哨兵卫头结点下一节点及其的下一节点 ListNode* next = pHead->next; ListNode* nextNext = next->next; //释放节点 free(next); pHead->next = nextNext; nextNext->prev = pHead; return; }
查找链表
// 双向链表查找 ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x) { //断言传入指针不为NULL assert(pHead); //创建寻址指针 ListNode* cur = pHead->next; while (cur != pHead) { //比较数据 if (cur->data == x) return cur; //找到下一个节点 cur = cur->next; } //没找到则返回NULL return NULL; }
链表pos位置的删除
void ListErase(ListNode* pos) { assert(pos); ListNode* prev = pos->prev; ListNode* next = pos->next; free(pos); prev->next = next; next->prev = prev; return; }
总结
我们在实现的时候可以看出其实带头双向循环链表实现起来并不难，而且在双向循环特点的加持下，在一些方面显得格外方便。
但是因为带头双向循环链表结构的复杂性，我们通常还是会使用逻辑结构相对简单的单链表，并且在oj题上考的最多的也是单链表。
但我们仍要熟练掌握带头双向循环链表的结构和实现方式，因为这是一种特别且方便的结构，且用处十分强大。
