P4—＜双向链表（含头结点）＞《数据结构(C语言版)》

《数据结构(C语言版)》实战项目之双向链表（增删查改）功能实现

——By 作者：新晓·故知

完整源码如下，欢迎复制测试指正！

双向链表（增删查改）功能实现测试示例：

完整源码：

Test.c:

#include "DList.h"
//双向链表测试

//尾插+尾删测试
void TestDList1()
{
    //使用二级指针需传一级指针的地址
    //LTNode* pList = NULL;
    //ListInit(&pList);
    
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    
    //1.一个一个创建数据
    //ListPushBack(pList, 1);
    //ListPushBack(pList, 2);
    //ListPushBack(pList, 3);
    //ListPushBack(pList, 4);
    //ListPushBack(pList, 5);
    //ListPushBack(pList, 6);
    //ListPrint(pList);
    
    //2.使用尾插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushBack(pList,i);
    }
    ListPrint(pList);

    //1.一个一个删除数据
    ListPopBack(pList);
    ListPopBack(pList);
    ListPopBack(pList);
    ListPopBack(pList);
    ListPopBack(pList);
    ListPopBack(pList);
    //ListPopBack(pList);
    ListPrint(pList);
    
}

//在指定数值(pos)位置处插入测试
void TestDList2()
{
    //初始化
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    //使用尾插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushBack(pList, i);
    }
    ListPrint(pList);

    //查找+在指定数值(pos)位置处插入
    LTNode* pos = ListFind(pList, 3);
    if (pos)
    {
        ListInsert(pos, 30);
    }
    ListPrint(pList);
}

//在指定数值(pos)位置处删除测试
void TestDList3()
{
    //初始化
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    //使用尾插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushBack(pList, i);
    }
    ListPrint(pList);

    //查找+在指定数值(pos)位置处删除
    LTNode* pos = ListFind(pList, 3);
    if (pos)
    {
        ListErase(pos);
    }
    ListPrint(pList);
}
//头删——附用ListErase版测试
void TestDList4()
{
    //初始化
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    //使用尾插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushBack(pList, i);
    }
    ListPrint(pList);
    //头删
    ListPopFront(pList);
    ListPrint(pList);
    ListPopFront(pList);
    ListPrint(pList);

}
//尾删——附用ListErase版测试
void TestDList5()
{
    //初始化
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    //使用尾插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushBack(pList, i);
    }
    ListPrint(pList);
    //尾删
    ListPopBack(pList);
    ListPrint(pList);
    ListPopBack(pList);
    ListPrint(pList);

}
//头插——附用ListInsert版
void TestDList6()
{
    //初始化
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    //使用头插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushFront(pList, i);
    }
    ListPrint(pList);
    //头删
    ListPopFront(pList);
    ListPrint(pList);
    ListPopFront(pList);
    ListPrint(pList);
}
//销毁测试
void TestDList7()
{
    //初始化
    //使用一级指针传变量的地址
    LTNode* pList = ListInit();
    //使用头插+循环创建连续有序数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        ListPushFront(pList, i);
    }
    ListPrint(pList);

    //销毁
    ListDestory(pList);
    pList = NULL;
}


int main()
{
    TestDList1();
    TestDList2();
    TestDList3();
    TestDList4();
    TestDList5();
    TestDList6();
    TestDList7();

    return 0;
}

DList.c:

#include "DList.h"
//双向链表功能函数
//打印
void ListPrint(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        printf("%d ", cur->data);
        cur = cur->next;
    }
    printf("\n");
}
//动态开辟新结点
LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
    LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
    if (newnode == NULL)
    {
        printf("malloc fail\n");
        exit(-1);
    }
    newnode->data = x;
    newnode->next = NULL;
    newnode->prev = NULL;
    return newnode;

}
//初始化——写法1
//优化此处--减少二级指针的使用
//void ListInit(LTNode** pphead)
//{
//    assert(pphead);
//    *pphead = BuyLTNode(0);
//    (*pphead)->next = *pphead;
//    (*pphead)->prev = *pphead;
//
//}
// 初始化——写法2
//使用一级指针
LTNode* ListInit()
{
    LTNode* phead = BuyLTNode(0);
    phead->next = phead;
    phead->prev = phead;

    return phead;
}

尾插
//void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
//{
//    assert(phead);
//    
//    LTNode* tail = phead->prev;
//    LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
//
//    tail->next = newnode;
//    newnode->prev = tail;
//
//    newnode->next = phead;
//    phead->prev = newnode;
//}
//尾插——附用Insert版
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
    assert(phead);
    ListInsert(phead, x);
}
尾删
//void ListPopBack(LTNode* phead)
//{
//    assert(phead);
//    //判断链表为空
//    assert(phead->next != phead);
//    LTNode* tail = phead->prev;
//    LTNode* tailPrev = tail->prev;
//
//    free(tail);
//    tail = NULL;
//
//    tailPrev->next = phead;
//    phead->prev = tailPrev;
//}
//尾删——附用ListErase版
void ListPopBack(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    //判断链表为空
    assert(phead->next != phead);
    ListErase(phead->prev);
}
//查找
 LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        if (cur->data == x)
        {
            return cur;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return NULL;
}
//在指定数值(pos)位置处插入
写法1：要求注意顺序
//void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
//{
//    assert(pos);
//    LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
//    pos->prev->next = newnode;
//    newnode->prev = pos->prev;
//
//    pos->prev = newnode;
//    newnode->next = pos;
//}
//写法2：不要求顺序
void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
    assert(pos);
    LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
    LTNode* posPrev = pos->prev;

    newnode->next = pos;
    pos->prev = newnode;

    posPrev->next = newnode;
    newnode->prev = posPrev;
    
}

//头插——附用ListInsert版
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
    assert(phead);
    ListInsert(phead->next, x);

}

//头删——附用ListErase版
void ListPopFront(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    //判断链表为空
    assert(phead->next != phead);
    ListErase(phead->next);
}

//在指定数值(pos)位置处删除
void ListErase(LTNode* pos)
{
    assert(pos);

    LTNode* prev = pos->prev;
    LTNode* next = pos->next;
    free(pos);
    pos = NULL;
    prev->next = next;
    next->prev = prev;

}

//销毁双向链表
//保持接口的一致性，传一级指针
void ListDestory(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        LTNode* next = cur->next;
        //附用——ListErase版 没必要，即将销毁，何必再去链接Erase函数
        //ListErase(cur);
        
        //自己free
        free(cur);
        cur = next;
    }
    free(phead);
    //phead = NULL;  效果不大，一级传参的形参不改变实参
}

DList.h:

#include "DList.h"
//双向链表头函数
//打印
void ListPrint(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        printf("%d ", cur->data);
        cur = cur->next;
    }
    printf("\n");
}
//动态开辟新结点
LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
    LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
    if (newnode == NULL)
    {
        printf("malloc fail\n");
        exit(-1);
    }
    newnode->data = x;
    newnode->next = NULL;
    newnode->prev = NULL;
    return newnode;

}
//初始化——写法1
//优化此处--减少二级指针的使用
//void ListInit(LTNode** pphead)
//{
//    assert(pphead);
//    *pphead = BuyLTNode(0);
//    (*pphead)->next = *pphead;
//    (*pphead)->prev = *pphead;
//
//}
// 初始化——写法2
//使用一级指针
LTNode* ListInit()
{
    LTNode* phead = BuyLTNode(0);
    phead->next = phead;
    phead->prev = phead;

    return phead;
}

尾插
//void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
//{
//    assert(phead);
//    
//    LTNode* tail = phead->prev;
//    LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
//
//    tail->next = newnode;
//    newnode->prev = tail;
//
//    newnode->next = phead;
//    phead->prev = newnode;
//}
//尾插——附用Insert版
void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
    assert(phead);
    ListInsert(phead, x);
}
尾删
//void ListPopBack(LTNode* phead)
//{
//    assert(phead);
//    //判断链表为空
//    assert(phead->next != phead);
//    LTNode* tail = phead->prev;
//    LTNode* tailPrev = tail->prev;
//
//    free(tail);
//    tail = NULL;
//
//    tailPrev->next = phead;
//    phead->prev = tailPrev;
//}
//尾删——附用ListErase版
void ListPopBack(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    //判断链表为空
    assert(phead->next != phead);
    ListErase(phead->prev);
}
//查找
 LTNode* ListFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        if (cur->data == x)
        {
            return cur;
        }
        cur = cur->next;
    }
    return NULL;
}
//在指定数值(pos)位置处插入
写法1：要求注意顺序
//void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
//{
//    assert(pos);
//    LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
//    pos->prev->next = newnode;
//    newnode->prev = pos->prev;
//
//    pos->prev = newnode;
//    newnode->next = pos;
//}
//写法2：不要求顺序
void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
    assert(pos);
    LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
    LTNode* posPrev = pos->prev;

    newnode->next = pos;
    pos->prev = newnode;

    posPrev->next = newnode;
    newnode->prev = posPrev;
    
}

//头插——附用ListInsert版
void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
    assert(phead);
    ListInsert(phead->next, x);

}

//头删——附用ListErase版
void ListPopFront(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    //判断链表为空
    assert(phead->next != phead);
    ListErase(phead->next);
}

//在指定数值(pos)位置处删除
void ListErase(LTNode* pos)
{
    assert(pos);

    LTNode* prev = pos->prev;
    LTNode* next = pos->next;
    free(pos);
    pos = NULL;
    prev->next = next;
    next->prev = prev;

}

//销毁双向链表
//保持接口的一致性，传一级指针
void ListDestory(LTNode* phead)
{
    assert(phead);
    LTNode* cur = phead->next;
    while (cur != phead)
    {
        LTNode* next = cur->next;
        //附用——ListErase版 没必要，即将销毁，何必再去链接Erase函数
        //ListErase(cur);
        
        //自己free
        free(cur);
        cur = next;
    }
    free(phead);
    //phead = NULL;  效果不大，一级传参的形参不改变实参
}

二、双向链表的实现分析：

双向链表的功能函数：

1.双向链表打印+初始化：

打印：

初始化：

2.双向链表动态开辟新结点：

3.双向链表尾插：

（1）尾插法1

（2）尾插法2——附用ListInsert函数版

4.双向链表尾删：

（1）尾删法1

（2）尾删法2——附用ListErase版

5.双向链表头插：（附用ListInsert函数版）

6.双向链表头删：（附用ListErase函数版）

7.双向链表在指定数据位置（pos）处插入数据：

8.双向链表在指定数据位置（pos) 处删除数据：

9.双向链表的销毁：

双向链表调试测试：

删除过多数据测试：

注意事项：

1.删除哨兵位置的头结点，会形成野指针

2.Find是按照顺序查找，有局限性。若需要查找有重复的数据，则需要自己另写算法！

三、顺序表和链表的区别总结：

后记：

●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！

——By 作者：新晓·故知