【数据结构】模拟实现双向带头循环链表(头插,头删,尾插,尾删,查找,pos前插,删除pos)

1.概念

1.带头双向循环链表,在物理内存上非线性存储,逻辑上为线性,单向无头链表的区别是,这里可以通过当前结构里面的prev指针找到它的前一个地址,或者next指针找到下一个地址,这里前后都是相对的,在这个链式结构里访问任意一个位置的数值。
结构:
在这里插入图片描述

2.代码展示

List.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
#include<assert.h>

// 2、带头+双向+循环链表增删查改实现
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
	LTDataType _data;
	struct ListNode* _next;
	struct ListNode* _prev;
}ListNode;

// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate();
// 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);

List.c

#include"List.h"

// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate()
{
	ListNode* phead = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
	phead->_next = phead->_prev = phead;
	return phead;
}

// 双向链表销毁
void ListDestory(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->_next;
	while (cur != phead)
	{
		ListNode* next = cur->_next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;//这个地方其实没用,因为返回的指针指向的空间虽然被free掉了,但是它的指向并没有改变,我们置空的只是临时变量指针的指向。
}

// 双向链表打印
void ListPrint(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->_next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d->", cur->_data);
		cur = cur->_next;
	}
	printf("NULL\n");
}

// 双向链表尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	ListNode* tail = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	tail->_data = x;
	tail->_prev = phead->_prev;
	tail->_prev->_next = tail;
	phead->_prev = tail;
	tail->_next = phead;

}
// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{	//只有头
	assert(phead != phead->_next &&phead);
	ListNode* tail = phead->_prev;
	ListNode* prev = tail->_prev;
	free(tail);
	prev->_next = phead;
	phead->_prev = prev;
}

// 双向链表头插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)
{	//只有头的情况
	assert(phead);
	ListNode* cur = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	cur->_data = x;
	ListNode* next = phead->_next;
	phead->_next = cur;
	next->_prev = cur;
	cur->_prev = phead;
	cur->_next = next;
}

// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{	//不能删除头结点
	assert(phead && phead->_next != phead);
	ListNode* next = phead->_next->_next;
	free(phead->_next);
	next->_prev = phead;
	phead->_next = next;
}

// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->_next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->_data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->_next;
	}
	return NULL;
}

// 双向链表在pos的前面进行插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
	
	ListNode* cur = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
	cur->_data = x;
	ListNode* prev = pos->_prev;
	prev->_next = cur;
	cur->_prev = prev;
	cur->_next = pos;
	pos->_prev = cur;
}

// 双向链表删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->_prev;
	ListNode* next = pos->_next;
	free(pos);
	prev->_next = next;
	next->_prev = prev;
}


void test()
{
	ListNode* ls = ListCreate();
	
	ListPushBack(ls, 2);
	ListPushBack(ls, 3);
	ListPushBack(ls, 4);
	ListPushBack(ls, 5);
	ListPrint(ls);
	ListPopBack(ls);
	ListPrint(ls);
	ListPushFront(ls, 1);
	ListPushFront(ls, 0);
	ListPrint(ls);
	ListPopFront(ls);
	ListPrint(ls);
	ListNode* ret = ListFind(ls, 1);
	ListInsert(ret, 0);
	ListInsert(ret, 9);
	ListPrint(ls);
	ListErase(ret);
	ListPrint(ls);
	ListDestory(ls);
}

test.c

#include"List.h"

int main()
{
	test();
	system("pause");
	return 0;
}

3.结果展示

在这里插入图片描述

4.心得体会

为什么这里可以通过一级指针直接修改,删除呢?
通过梳理,我们发现最开始创建的ls,储存了头结点的地址,然后在后面的操作中,我们临时拷贝了一份指向头结点(phead)的地址,我们发现&phead和&ls不是同一份地址,所以我们不能修改头结点里面的东西,准确的说只可以通过它修改里面指针的位置,不能对本身指向做改变。而实现数据的增删查改等等一些列的操作,都是改变了结构体里面指针的指向。这个是确确实实可以更改的.
在这里插入图片描述
这个图可以很清楚解释 为什么在释放的时候最后置空是没有用的,通过临时拷贝的指针可以释放头结点,但是返回回去的指针还是指向这个空间。
另外在遍历链表的过程中,要注意“终止条件”。

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