1.概念以及结构

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表。

在这里插入图片描述

2.双向链表结点结构体

双向链表每个结点除了存储数据data外，还有两个指针记录上一个结点和下一个结点的地址，分别是前驱指针prev和后继指针next，所以双向链表结点定义如下：

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

3.接口实现

我们主要进行以下操作：

//动态申请一个结点
LTNode* BuyListNode(LTDataType x);
//初始化链表
LTNode* LTInit();
//打印链表
void LTPrint(LTNode* phead);
// 双向链表尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);
// 双向链表尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);
// 双向链表头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);
// 双向链表头删
void LTPopFront(LTNode* phead);
// 双向链表查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);
// 双向链表删除pos位置的结点
void LTErase(LTNode* pos);

3.1动态申请一个结点

LTNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
	LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	node->data = x;
	node->next = NULL;
	node->prev = NULL;
	return node;
}

思路：

这一步跟之前单链表的操作类似，大家可以看之前的讲解！

3.2初始化链表

LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = BuyListNode(-1);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;

	return phead;
}

思路：

我们进行初始化之前需要清楚我们结构的状态，我们这里写的是带头结点的双向循环链表，开始时我们先定义一个phead指针，它的next指向自己，prev也是指向自己，头结点和尾结点指向NULL空的话就不能满足我们循环的需求。

3.3打印链表

void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

思路：

原理同单链表的操作基本一致！

3.4双向链表尾插

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	LTNode* tail = phead->prev;

	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;

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

思路：

分为两种情况：
链表为空，那插入的结点既是尾结点，也是头结点；
链表不为空，将新结点和链表通过前驱指针prev和后继指针next连接起来，并将尾结点改为新插入的结点，让新节点与最后一个节点进行双层逻辑关系；

3.5 双向链表尾删

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);  // 判空

	LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* tailPrev = tail->prev;//作为新的尾结点

	tailPrev->next = phead;
	phead->prev = tailPrev;
	free(tail);
}

思路：

链表为空，不操作，先断言：
链表结点大于1，保存尾结点，新尾结点等于原尾结点的上一个结点，然后释放保存的尾结点的内存；

3.6双向链表头插

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;

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

思路：

跟尾插一样：
链表为空，那插入的结点既是头结点，也是尾结点；
链表不为空，将新结点和链表通过前驱指针prev和后继指针next连接起来，并将头结点改为新插入的结点，一定要注意链接顺序；

3.7双向链表头删

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead); // 判空

	LTNode* first = phead->next;
	LTNode* second = first->next;

	free(first);

	phead->next = second;
	second->prev = phead;
	
}

思路：

思路跟之前的尾删大差不差，具体对照下图，第二张图就是判断删空的情况：

在这里插入图片描述

3.8双向链表查找

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}

		cur = cur->next;
	}

	return NULL;
}

这跟我们单链表的情况也基本一样，大家可以对照学习！

3.9双向链表在pos的前面进行插入

void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	LTNode* prev = pos->prev;
	LTNode* newnode = BuyListNode(x);
	// prev newnode pos
	prev->next = newnode;
	newnode->prev = prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;

思路：

还是分为两种情况考虑：
当插入的位置为第一个位置时，这时就相当于我们的头插操作：
第二种就是正常的插入的操作，具体结合下图：

3.10双向链表删除pos位置的结点

void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);

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

	prev->next = next;
	next->prev = prev;
}