链表...

今天我们继续来完成链表，但是今天我们来实现双向带头循环链表，这与我们之前写的单项不带头非循环链表相对应，链表一共可以有8种形式，学会了这两种，其他6种也都游刃有余。

(7条消息) 链表与其多种接口实现1_KLZUQ的博客-CSDN博客

 这是上一期的链表，大家可以参考一下。

还是和之前一样，我们使用工程一点的写法

我们先来完成链表的结构创建已经宏定义

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

 接着我们来完成链表的初始化

ListNode* ListInit()//初始化
{
	ListNode* phead = BuyListNode(0);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	return phead;
}

因为初始化时要创建新的节点，并且我们在之后也需要一直创建新的节点，所以我们把创建新节点封装成一个函数

ListNode* BuyListNode(LTDataType x)//创建新节点
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;
	return newnode;
}

有了这些，我们来完成链表的尾插

void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)//尾插
{
    assert(phead);
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	phead->prev = newnode;
	newnode->next = phead;
}

双向带头循环链表的结构看起来很复杂，但我们实现它时却非常简单。加断言是为了防止头节点为空（比如使用链表时因为某些原因导致程序崩溃，断言可以帮助你迅速找到错误的位置），这个链表的结构非常完美，链表不为空和为空时都可以完成自己的工作，容错率非常高。

有了尾插，我们接着来实现打印，方便我们观察和调试

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

我们看到，当链表为空时它仍然不会出现错误，这个结构是最优的，我在结尾会告诉大家这个链表的真正优点，接下来就不再啰嗦。

有了打印，我们来测试一下我们的代码，还是那句话，写一步测一步，不然写到后面几十个错误心态就炸了

很好，我们接着来完成头插

void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)//头插
{
	assert(phead);
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	first->prev = newnode;
	newnode->next = first;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
}

很多人在别的书上看到头插可能有顺序问题，但我们这个是不需要考虑顺序的，如果去掉first的话直接来完成才需要考虑顺序问题。那时候，我们需要先把newnode和它的后续节点连起来，然后再连接头节点和newnode

接着我们来完成头删

void ListPopFront(ListNode* phead)//头删
{
	assert(phead);
    assert(phead->next!=phead);
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* second = first->next;
	phead->next = second;
	second->prev = phead;
	free(first);
	first = NULL;
}

我们创建first和second两个指针，这样就可以不用考虑顺序问题。第二个断言可以防止链表删除头节点。

接着是尾删

void ListPopBack(ListNode* phead)//尾删
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* prev = tail->prev;
	prev->next = phead;
	phead->prev = prev;
	free(tail);
	tail = NULL;
}

尾删同样创建两个指针，不考虑顺序

然后是查找

ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)//查找
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead) {
		if (cur->data == x) {
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

查找也是相当简单，这个查找我们也可以用来修改当前位置的值

 非常的好用

接着我们来写任意位置插入

void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)//任意位置前插入(pos前)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
	newnode->prev = prev;
	prev->next = newnode;
}

同样，定义一个指针可以让我们不用考虑顺序。这个配合查找使用非常方便

 然后我们来写任意位置删除

void ListErase(ListNode* pos)//任意位置删除（pos位置）
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* next = pos->next;
	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	free(pos);
}

到这里，我们的接口也基本都实现了，如果让大家在10分钟内实现这个链表和它的接口，大家可以完成吗？

这里我们就要来提高代码的复用性

我们有了任意位置的插入和删除，我们就可以修改代码

void ListPopBack(ListNode* phead)//尾删
{
	/*assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* prev = tail->prev;
	prev->next = phead;
	phead->prev = prev;
	free(tail);
	tail = NULL;*/
	ListErase(phead->prev);
}

void ListPopFront(ListNode* phead)//头删
{
	/*assert(phead);
	assert(phead->next!=phead);
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* second = first->next;
	phead->next = second;
	second->prev = phead;
	free(first);
	first = NULL;*/
	ListErase(phead->next);
}

最后，我们来写一下清空链表

void ListDestory(ListNode* phead)//清空
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead) {
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;
}

以上就是我们完成的所有接口，大家自己试一下会发现，这个链表的结构非常完美，它的插入和删除的时间复杂度都是o(1)，只有查找我们是用的是正常方法，时间复杂度为o(n)。

最后附上所有代码，希望各位有所收获

#pragma once
//List.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode {
	struct ListNode* next;
	struct ListNode* prev;
	LTDataType data;
}ListNode;
void ListPrint(ListNode* phead);//打印
ListNode* ListInit();//初始化
void ListDestory(ListNode* phead);//清空
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x);//尾插
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);//头插
void ListPopBack(ListNode* phead);//尾删
void ListPopFront(ListNode* phead);//头删
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);//查找
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);//任意位置前插入(pos前)
void ListErase(ListNode* pos);//任意位置删除（pos位置）

//List.c
#include"List.h"
ListNode* BuyListNode(LTDataType x)//创建新节点
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	newnode->prev = NULL;
	return newnode;
}
ListNode* ListInit()//初始化
{
	ListNode* phead = BuyListNode(0);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	return phead;
}
void ListDestory(ListNode* phead)//清空
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead) {
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
	phead = NULL;
}
void ListPrint(ListNode* phead)//打印
{
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead) {
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)//尾插
{
	assert(phead);
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	phead->prev = newnode;
	newnode->next = phead;
}
void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x)//头插
{
	assert(phead);
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	first->prev = newnode;
	newnode->next = first;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
}
void ListPopBack(ListNode* phead)//尾删
{
	/*assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* prev = tail->prev;
	prev->next = phead;
	phead->prev = prev;
	free(tail);
	tail = NULL;*/
	ListErase(phead->prev);
}
void ListPopFront(ListNode* phead)//头删
{
	/*assert(phead);
	assert(phead->next!=phead);
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* second = first->next;
	phead->next = second;
	second->prev = phead;
	free(first);
	first = NULL;*/
	ListErase(phead->next);
}
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x)//查找
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead) {
		if (cur->data == x) {
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)//任意位置前插入(pos前)
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
	newnode->prev = prev;
	prev->next = newnode;
}
void ListErase(ListNode* pos)//任意位置删除（pos位置）
{
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* next = pos->next;
	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	free(pos);
}

//test.c
#include"List.h"
void test1() {
	ListNode* plist = ListInit();
	ListPushBack(plist, 1);
	ListPushBack(plist, 2);
	ListPushBack(plist, 3);
	ListPushBack(plist, 4);
	ListPrint(plist);
	ListPushFront(plist, 9);
	ListPushFront(plist, 8);
	ListPushFront(plist, 7);
	ListPushFront(plist, 6);
	ListPrint(plist);
	ListPopFront(plist);
	ListPrint(plist);
	ListDestory(plist);
}
void test2() {
	ListNode* plist = ListInit();
	ListPushBack(plist, 1);
	ListPushBack(plist, 2);
	ListPushBack(plist, 3);
	ListPushBack(plist, 4);
	ListPrint(plist);
	ListNode* pos = ListFind(plist, 3);
	if (pos) {
		ListInsert(pos, 20);
	}
	else {
		printf("没找到\n");
	}
	ListPrint(plist);
	ListDestory(plist);
}
int main() {
	test2();
	return 0;
}

如有错误，还请指正。