双向链表（C语言版）

1. 双向链表的结构

注意：这里的“带头”跟单链表的“头结点”是两个概念，实际上在单链表阶段称呼不太严谨，但是为了更好地理解就直接称为单链表的头结点。带头链表里的头结点，实际为“哨兵位”，哨兵位结点不存储任何有效元素，只是站在这里“放哨的”。

“哨兵位”存在的意义：

遍历循环链表避免死循环。

2. 双向链表的实现

2.1 双向链表结构体

typedef int LTDataType;
// 定义双向链表节点的结构
typedef struct ListNode
{LTDataType data;struct ListNode* next;struct ListNode* prev;
}LTNode;

2.2 申请结点

// 申请节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x)
{LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (node == NULL){perror("malloc fail!");exit(1);}node->data = x;node->next = node->prev = node;return node;
}

2.3 初始化

// 初始化
void LTInit(LTNode** pphead)
{// 给链表创建一个哨兵位*pphead = LTBuyNode(-1);
}

2.4 链表的销毁

// 销毁
void LTDestroy(LTNode* phead)
{assert(phead);LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){LTNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}// 此时pcur指向phead，而phead还没有被销毁free(phead);phead = NULL;
}

2.5 链表的打印

// 打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){printf("%d->", pcur->data);pcur = pcur->next;}printf("\n");
}

2.6 链表的尾插

// 尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);LTNode* newNode = LTBuyNode(x);// 旧的尾结点就是phead->prev// 先让新的尾结点的前指针指向旧的尾结点newNode->prev = phead->prev;newNode->next = phead;	// 再让新的尾结点的下一级指针指向头结点（哨兵位）// 旧的尾结点下一级指针指向新的尾结点phead->prev->next = newNode;phead->prev = newNode;	// 再让头结点（哨兵位）的下一级指针指向新的尾结点
}

2.7 链表的头插

// 头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);LTNode* newNode = LTBuyNode(x);// 要改变的结点：phead newNode phead->nextnewNode->next = phead->next;	// 先让新的尾结点的下一级指针指向头结点的下一级指针的结点newNode->prev = phead;	// 让新的尾结点的前指针指向头结点//phead->next->prev = newNode;	// 指向头结点的下一级指针的结点的下一级指针指向新的结点//phead->next = newNode;	// 头结点的下一级指针指向新的结点// 这样也是可行的phead->next = newNode;	// 头结点的下一级指针指向新的结点newNode->next->prev = newNode;	// 指向头结点的下一级指针的结点的下一级指针指向新的结点}

2.8 链表的尾删

// 尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{// 链表必须有效且链表不能为空（只有一个哨兵位）assert(phead && phead->next != phead);LTNode* del = phead->prev;// 影响的指针：phead del->prev deldel->prev->next = phead;phead->prev = del->prev;// 删除del节点free(del);del = NULL;
}

2.9 链表的头删

// 头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{// 链表必须有效且链表不能为空（只有一个哨兵位）assert(phead && phead->next != phead);LTNode* del = phead->next;// 影响的指针：phead del del->nextphead->next = del->next;del->next->prev = phead;// 删除del节点free(del);del = NULL;
}

2.10 链表查找数据

// 查找数据
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{LTNode* pcur = phead->next;while (pcur != phead){if (pcur->data == x){return pcur;}pcur = pcur->next;}// 没有找到return NULL;
}

2.11 在pos位置之后插入数据

// 在 pos 位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{assert(pos);LTNode* newNode = LTBuyNode(x);// 影响的指针：pos newNode pos->nextnewNode->next = pos->next;newNode->prev = pos;pos->next->prev = newNode;pos->next = newNode;
}

2.12 删除pos结点

// 删除 pos节点
void LTErase(LTNode* pos)
{// pos理论上来说不能为phead，但是没有参数phead，无法增加校验assert(pos);// 影响的指针：pos->prev pos pos->nextpos->next->prev = pos->prev;pos->prev->next = pos->next;free(pos);pos = NULL;
}