1. 双向链表的结构
我们之前提到过，双向链表的全称是：带头双向循环链表。带头就是相当于一个“哨兵位”，用来标记链表的开始，它存储的数据是无效的，但是它将存储有效的前驱节点和后继节点的地址，带头链表的好处我们在上节例题中体会到了。
下面展示双向链表的结构：
每个节点中存放3个成员，分别是上一节点的地址，该节点保存的数据，和下一节点的地址。然后把它们带上头再循环串起来就完成了。
2. 双向链表的实现
老规矩3个文件先创建好，然后再创建链表节点的结构体
下面我们开始实现链表的各种功能
2.1 初始化、销毁和打印
2.1.1 初始化
双向链表是带头的，或者说有哨兵位的，所以插入数据之前链表中必须先初始化一个哨兵位
2.1.2 销毁
销毁很简单，边遍历链表边销毁就好了，注意销毁之前要把下一个节点的地址保存下来，还有就是不要忘记把哨兵位也销毁掉
因为最后一句话涉及到修改哨兵位成空指针，所以参数要传二级指针
2.1.3 打印
打印的话就从头节点的下一个节点开始扫描，直到看到头节点结束
2.2 链表的插入
插入前先申请一个新节点
2.2.1 尾插
双向链表的插入要比单链表简单很多，对于尾插来说，单链表我们还要遍历链表以找到尾节点，但是双向链表的尾节点就是头节点的上一个节点，所以不需要遍历了。
同时添加新节点的时候我们不需要观察目前链表是否为空，因为链表初始化的时候就已经加好头节点了，所以链表一定不为空。
还有就是因为头节点是固定存在的，所以我们在插入新节点的时候不可能涉及到改变头节点的地址，所以在传参的时候我们只需要传链表的头节点的一级指针就够了，这一点在头插的时候表现的更明显。
但是在插入的时候要注意节点链接的顺序，先把新节点接进去，在拆开旧节点的链子，重新链接。
2.2.2 头插
头插的时候因为头节点是固定的，所以再头插的时候都统一插在头节点的后面，也就不用考虑改变头节点了，只需要断言一下有没有头节点就行
2.3 链表的删除
2.3.1 尾删
删除的话我们传一个参数就可以了，然后要注意的是多断言了一个链表不为空，还有就是自己要想好删除的时候链子链接的顺序。
2.3.2 头删
双向链表的头删跟尾删几乎没有区别，注意的点也一样
2.4 查找
2.5 在任意位置插入和删除
2.5.1 在pos位置之后插入数据
这也没啥好说的，注意先把新节点接进去，在接别的链子，防止有点指针给整丢了
2.5.2 删除pos位置数据
这个更简单，记得连好之后把pos free掉就好了
3. 结语
最后，我们对比一下双向链表的逻辑看起来似乎比单链表难一点，但是实际写代码的时候反而比单链表方便许多，尤其是有头节点或者说哨兵位的加入，我们不需要考虑那么多判断，头节点是否要移动的情况。
再说回链表和顺序表的区别，顺序表的缺点是如果要删除某个数据，就要移动一整个顺序表中的数据，效率很低。但是顺序表和链表还是有相互的长处，顺序表适用于那种元素高效存储和频繁访问的情况，而链表适用于任意位置插入和删除频繁的情况，总之，各有所长，大家在实际应用中灵活运用吧。
4. 完整代码
本节的完整代码双手呈上：
List.h
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
//定义节点结构
typedef int DataType;
typedef struct ListNode
{
int data;
struct ListNode* prev;
struct ListNode* next;
}LTNode;
//双向链表是带头的，或者说有哨兵位的
//所以插入数据之前链表中必须先初始化一个哨兵位
//初始化和销毁
void LTInit(LTNode** pphead);
void LTDestory(LTNode** pphead);
//双向链表的打印
void LTPrint(LTNode* phead);
//哨兵位不需要改变，所以不用传二级指针了
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, DataType x);
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, DataType x);
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, DataType x);
//在任意位置插入和删除
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, DataType x);
//删除pos位置数据
void LTEraze(LTNode* pos);
List.h
#include"List.h"
//初始化和销毁
//初始化
void LTInit(LTNode** pphead)
{
*pphead = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
if (*pphead == NULL)
{
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
(*pphead)->data = -1;
//因为目前只有一个节点
//所以哨兵位的前面和后面一个节点都是他自己
(*pphead)->prev = *pphead;
(*pphead)->next = *pphead;
}
//销毁
void LTDestory(LTNode** pphead)
{
assert(pphead);
//链表不能为空
assert(*pphead);
LTNode* pcur = (*pphead)->next;
while (pcur != *pphead)
{
LTNode* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
//链表中只有哨兵位了
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
//双向链表的打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{
assert(phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
printf("%d->", pcur->data);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}
//申请新节点
LTNode* LTBuyNode(DataType x)
{
LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
newnode->data = x;
newnode->prev = NULL;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, DataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//先处理newnode
newnode->prev = phead->prev;
newnode->next = phead;
//再处理之前的连线
phead->prev->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, DataType x)
{
assert(phead);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
//先链接新节点
newnode->prev = phead;
newnode->next = phead->next;
//再链接其他
phead->next->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}
//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
//不能没有头节点，说明链表还没有初始化
assert(phead);
//不能只有头节点，说明链表为空
assert(phead->next != phead);
//先让头节点的链子栓到倒数第二个节点上
phead->prev = phead->prev->prev;
//释放倒数第一个节点
free(phead->prev->next);
//倒数第二个节点的下一个节点是头节点
phead->prev->next = phead;
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
assert(phead);
assert(phead->next != phead);
phead->next = phead->next->next;
free(phead->next->prev);
phead->next->prev = phead;
}
//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, DataType x)
{
assert(phead);
assert(phead->next != phead);
LTNode* pcur = phead->next;
while (pcur != phead)
{
if (pcur->data == x)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
//没找到
return NULL;
}
//在任意位置插入和删除
//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, DataType x)
{
assert(pos);
LTNode* newnode = LTBuyNode(x);
newnode->next = pos->next;
newnode->prev = pos;
newnode->next->prev = newnode;
pos->next = newnode;
}
//删除pos位置数据
void LTEraze(LTNode* pos)
{
assert(pos);
pos->prev->next = pos->next;
pos->next->prev = pos->prev;
free(pos);
}
