数据结构-带头双向循环链表（增删查改）（2）

前言

学过了单链表，其实指的是无头单向不循环链表，今天的内容是有头双向循环链表，本篇博客重点是掌握有头双向循环链表代码，至于两者的区别以及顺序表和链表的区别，我们放到下一篇博客来说。

代码

一、List.h

头文件、函数声明、结构体声明

#pragma once

#include 
#include 
#include 

typedef int LTDataType;//类型于结构体里的data严格对应

typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* prev;
	struct ListNode* next;
	LTDataType data;
}ListNode;

//初始化
ListNode* ListInit();
//销毁空间
void ListDestroy(ListNode* phead);
//打印数据
void ListPrint(ListNode* phead);

//尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x);
//头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);
//尾删
void ListPopBack(ListNode* phead);
//头删
void ListPopFront(ListNode* phead);
//查找  修改可以直接利用查找在TestList函数中修改
ListNode* ListFindNode(ListNode* phead, LTDataType x);
//插入到pos的前面
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置数据
void ListErase(ListNode* pos);
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二、Test.c

mian函数和ListTest函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include "List.h"

//带头双向循环链表--任意位置插入删除，时间复杂度都是O(1)，只有查找是O(N)。
void ListTest()
{
	ListNode* plist = ListInit();
	//插入删除修改销毁

}

int main()
{
	ListTest();
	return 0;
}
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三、List.c

实现函数各个功能

1、非增删查改

1.1、BuyNode

说明：动态申请空间，并返回地址

//申请空间
ListNode* BuyNode(LTDataType x)
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;

	return newnode;
}
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1.2、ListInit

说明：初始化使用二级指针或者返回一级指针的方式创建链表的头
注意：链表的头不存储数据，存储数据的第一个节点放在头的后面

//初始化
ListNode* ListInit()
{
	ListNode* phead = BuyNode(0);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	return phead;
}
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1.3、ListDestory

说明：释放动态内存空间

//销毁空间
void ListDestroy(ListNode* phead)
{
	assert(phead);

	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	free(phead);//头phead是在ListInit函数malloc申请的空间，由ListDestory回收空间
	phead = NULL;
}
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1.4、ListPrint

说明：打印数据

//打印数据
void ListPrint(ListNode* phead)
{
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}
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2、头尾增删

2.1、ListPushBack

说明：尾插

//尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	//法一
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* newnode = BuyNode(x);

    //技巧：先连后断，先next后prev
	newnode->next = phead;
	phead->prev = newnode;
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;

	法二
	//ListInsert(phead, x);//注意，是插入在phead的前面，就是尾插
}
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2.2、ListPushFront

说明：头插

//头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	//法一
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* newnode = BuyNode(x);

	newnode->next = first;
	first->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;

	法二
	//ListInsert(phead->next, x);//是插入在第一个节点前面，phead是头，下一个才是储存数据的第一个节点，所以是插入到phead->next的前面
}
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2.3、ListPopBack

说明：尾删

//尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);

	//法一
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* prev = tail->prev;
	prev->next = phead;
	phead->prev = prev;

	free(tail);
	tail = NULL;

	法二
	//ListErase(phead->prev);
}
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2.4、ListPopFront

说明：头删

//头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);

	//法一
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* second = first->next;
	phead->next = second;
	second->prev = phead;

	free(first);
	first = NULL;

	法二
	//ListErase(phead->next);
}
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3、指定增删+查（改）

3.1、ListFindNode

说明：查找数据并返回这个数据所在的结构体地址
注意：修改可以使用查找返回的地址直接在ListTest函数中修改

//查找
ListNode* ListFindNode(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}
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3.2、ListInsert

说明：插入到ListFindNode返回的结构体，pos的前面

//插入到pos的前面
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* newnode = BuyNode(x);

	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
	prev->next = newnode;
	newnode->prev = prev;
}
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3.3、ListErase

说明：删除链表中ListFindNode返回的结构体，pos位置

//删除pos位置数据
void ListErase(ListNode* pos)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* next = pos->next;

	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	free(pos);
	pos = NULL;
}
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总结

1. 初始化：带头双向循环链表，ListInit使用二级指针或者返回一级指针创建链表的头完成初始化。
2. phead理解：链表的头不存储数据，存储数据的第一个节点放在头的后面。
3. 时间复杂度：带头双向循环链表，任意位置插入删除，时间复杂度都是O(1)，只有查找是O(N)
4. 插入时技巧：先连后断，先next后prev
5. 函数复用：头插尾插可以用ListInsert函数实现，头删尾删可以用ListErase实现
6. 难点理解：尾插用ListInser实现时，pos位置是phead，因为是循环链表，即让数据newnode插入到phead的前面就完成了尾插
7. 重要的事情说三遍：画图！画图！！画图！！！