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认识带头双向循环链表 

双向链表

循环链表

带头链表

带头双向循环链表

双向链表的优势和不足：

顺序表的优势和不足： 

实现带头双向循环链表

创建带头双向循环链表

 初始化

创建返回链表的头结点

打印链表

 尾插

尾删

头插

头删

查找

在pos位置前插入

删除pos位置

销毁

总代码

ListNode.h

ListNode.c

test.c

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认识带头双向循环链表 

双向链表

我们之前认学习的单链表，是包含一个next指针指向下一个结点，而双向链表既有next指针，又有一个前指针指向前一个结点

循环链表

循环链表就是最后一个结点的next不指向NULL，指向第一个结点

带头链表

带头链表就是带哨兵位的头结点head，头结点不存数据

带头双向循环链表

1. 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
2. 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单

双向链表的优势和不足：

双向链表的优势：

• 任意位置插入删除都是O(1)
• 按需申请释放，合理利用空间，不存在浪费

问题：

• 下标的随机访问不方便O(N)

顺序表的优势和不足： 

顺序表的优势：

• 支持下标的随机访问O(1)

问题：

• 头插或中间插入的效率低O(N)
• 空间不够需要扩容，有一定的消耗，且可能存在一定的空间浪费
• 只适合尾插尾删

实现带头双向循环链表

同样我们创建三个文件来实现：

创建带头双向循环链表

我们在结构体中定义val存数据，prev指向前一个结点，next指向下一个结点

 初始化

让phead->next和phead->prev都指向phead，给phead->val赋值为-1，最后返回phead

创建返回链表的头结点

打印链表

 尾插

尾删

头插

头删

头结点不能删！！！

所以我们要assert(phead->next != phead)

查找

在pos位置前插入

特殊情况：

• LTInsert(phead->next,x)就是头插
• LTInsert(phead,x)就是尾插

删除pos位置

特殊情况：

• LTErase(phead->next)就是头删
• LTErase(phead->prev)就是尾删

销毁

总代码

ListNode.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{LTDataType val;struct ListNode* prev;struct ListNode* next;
}LTNode;//初始化
LTNode* LTInit();
//创建返回链表的头结点.
LTNode* CreateLTNode(LTDataType x);
//打印
void LTPrint(LTNode* phead);//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
//在pos位置前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos);
//销毁
void LTDestroy(LTNode* phead);

ListNode.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"ListNode.h"
//初始化
LTNode* LTInit()
{LTNode* phead = CreateLTNode(-1);phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;
}
//创建返回链表的头结点.
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;
}
//打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{assert(phead);LTNode* cur = phead->next;printf("哨兵位");while (cur != phead){printf("%d<=>", cur->val);cur = cur->next;}printf("哨兵位\n");
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);LTNode* tail = phead->prev;LTNode* newnode = CreateLTNode(x);tail->next = newnode;newnode->prev = tail;phead->prev = newnode;newnode->next = phead;
}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);LTNode* tail = phead->prev;LTNode* tailPrev = tail->prev;free(tail);tailPrev->next = phead;phead->prev = tailPrev;
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);LTNode* newnode = CreateLTNode(x);LTNode* first = phead->next;newnode->next = first;first->prev = newnode;phead->next = newnode;newnode->prev = phead;
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);LTNode* first = phead->next;LTNode* second = first->next;phead->next = second;second->prev = phead;free(first);first = NULL;
}
//查找
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位置前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{assert(pos);LTNode* newnode = CreateLTNode(x);LTNode* posprev = pos->prev;posprev->next = newnode;newnode->prev = posprev;newnode->next = pos;pos->prev = newnode;
}
//删除pos位置
void LTErase(LTNode* pos)
{assert(pos);LTNode* posprev = pos->prev;LTNode* posnext = pos->next;posprev->next = posnext;posnext->prev = posprev;free(pos);pos = NULL;
}
//销毁
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;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"ListNode.h"
int main()
{LTNode* plist = LTInit();//尾插LTPushBack(plist, 1);LTPushBack(plist, 2);LTPushBack(plist, 3);LTPushBack(plist, 4);LTPrint(plist);//尾删LTPopBack(plist);LTPrint(plist);//头插LTPushFront(plist, 0);LTPrint(plist);//头删LTPopFront(plist);LTPrint(plist);//查找 pos前插LTNode* pos = LTFind(plist, 3);LTInsert(pos, 3);LTPrint(plist);//删除pos位置LTErase(pos);LTPrint(plist);//销毁LTDestroy(plist);return 0;
}