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1.何为双链表？

2.带头循环双向链表

1.函数接口与结构体

2.初始化链表

3.销毁链表

4.打印链表

5.创建节点

6.尾插

7.尾删

8.头插

9.头删

10 查找节点

11.在pos前插入x

12.删除pos位置的值

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在学习了单链表之后，我们发现单链表弥补了了顺序表的一些缺点，同时链表的结构体繁多，仔细计算链表的结构总共有8种，分为单链表与双链表，带头结点与不带头结点，循环与非循环。对于单链表，我们发现其自身也存在了一些问题

1.无法从后往前走

2.数据操作时间复杂度较高

3.无法找到结点的前驱

为了解决单链表的不足，我们引入的双链表的学习。

对于单向不带头不循环链表：结构简单，一般不会单独用来存放数据。实际中更多是用作其他数据结构的子结构，，如哈希桶，图的邻接表等等，另外这种结构在笔试面试中更多。

对于双向带头循环链表：结构最复杂，一般用于单独存放数据。实际中使用的链表数据结构都是带头双向循环链表。另外这个结构索然复杂，但是用代码实现起来会发现其结构有更大的优势，实现反而简单。

因为双向带头循环链表更适合我们实际中保存数据，所以我们今天就来学一下带头循环双向链表。

1.何为双链表？

顾名思义，在单链表的基础上又添加了一个指针，与单链表中的next指针效果一样，对于链表的物理模型不同的是，这里的指针与next是反向的。双链表完善了单链表的一些缺陷，在数据操作的时候也大大节省了时间。

2.带头循环双向链表

所谓带头循环双向链表就是在双链表的基础上添加了哨兵位，且尾节点的next->头节点，头结点的prev->指向尾节点，形成循环。此链表的结构看似复杂，但设计巧妙，我们在实现数据的一些操作功能时，巧妙的避免了许多麻烦，其次，不在考虑头节点为空的情况，省去了很多步骤。

1.函数接口与结构体

结构体的定义还是与双链表一样，其数据操作的函数接口也是一样的。

typedef int ST;
typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* prev;
	ST data;
	struct ListNode* next;
}ListNode,*List;

ListNode* Listinit();//初始化

void Listdestroy(ListNode* phead);//销毁链表
void printlist(ListNode* phead);//打印链表
void pushback(ListNode* phead, int x);//尾插
void popback(ListNode* phead);//尾删
void pushfront(ListNode* phead, int x);//头插
void popfront(ListNode* phead);//头删
ListNode* findNode(ListNode* phead, ST x);//查找
void insertNode(ListNode* pos, ST x);//pos位置前插入
void EraseNode(ListNode* pos);//删除pos位置的值

2.初始化链表

因为我们需要的是带头循环双向链表，故初始化时，我们给定义的空链表初始化一个哨兵位，这里我们也不会用到哨兵位的数据，直接置为0.

ListNode*Listinit()
{
	//初始化给一个哨兵节点
     struct ListNode*phead = creatNode(0);
	  phead->next =phead;
	  phead->prev = phead;
	  return phead;
}

3.销毁链表

销毁链表时都要删除包括哨兵位，所以我们直接从哨兵位开始遍历：

void Listdestroy(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	while (phead)
	{
		ListNode* cur = phead->next;
		free(phead);
		phead = cur;
	}
}

4.打印链表

还是很简单，这里需要注意的是在遍历链表时，循环中，phead->next==phead就结束。

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

5.创建节点

该步骤只是为了后续操作方便。

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

6.尾插

 需要注意的一点是某个操作若与某些节点有关，我们可以先找到并保存这些节点，之后再惊醒操作，思路会更加清晰一些。

void pushback(ListNode* phead, int x)
{
	//先保存尾节点
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* newnode = creatNode(x);
	//链接
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = phead;
	
	phead->prev = newnode;
}

7.尾删

尾删需要注意的是链表传过来除了哨兵位，还有其它节点。

void popback(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next);
	ListNode* oldtail = phead -> prev;
	ListNode* newtail = oldtail->prev;
	newtail->next = phead;
	phead->prev = newtail;
	free(oldtail);
	oldtail = NULL;
}

8.头插

void pushfront(ListNode* phead, int x)
{
	assert(phead);
	/*保存头节点地址*/
	ListNode* first = phead->next;
	ListNode* newnode = creatNode(x);
    newnode->next = first;
	first->prev = newnode;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	
	//若没有保存头节点，在头插时应注意连接顺序。
	//先链接newnode与phead->next的节点
	
	/*ListNode* newnode = creatNode(x);
	phead->next->prev = newnode;
	newnode->next = phead->next;
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;*/
}

我们可以发现，根据连接顺序的不同，我们可以选择是否保存需要链接的哪些节点，否则就要注意链接的顺序，比如说在头插时，不保存头结点时，先与头节点链接，在与哨兵位节点链接，否则先与哨兵位链接，我们就会丢失头节点，找不到头结点。

9.头删

所谓头删原理与之前的一样，先保存哨兵位节点与头节点的下一个节点，之后链接哨兵位节点与头结点的下一个节点，之后再free掉头节点。

void popfront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	if (phead->next==NULL)
	{
		printf("无元素可删\n");
		assert(phead);
	}
	ListNode* newhead = phead->next->next;
	ListNode* oldhead = phead->next;
	phead->next = newhead;
	newhead->prev = phead;
	free(oldhead);
	oldhead= NULL;
}

10 查找节点

 查找节点与打印链表的遍历方式相同，也很简单

ListNode* findNode(ListNode* phead, ST x)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (phead != cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

11.在pos前插入x

在这里，我们可以通过查找函数找到pos节点，之后在插入函数里传入pos节点。

插入的思路与之前的一样，先保存pos节点与pos前的节点，再链接新节点与pos，链接新节点与pos前的节点，比如插到d2前：

void insertNode(ListNode* pos, ST x)
{
	ListNode* newnode = creatNode(x);
	ListNode* front = pos->prev;
	ListNode* cur = pos;
	newnode->next = cur;
	cur->prev = newnode;
	front->next = newnode;
	newnode->prev = front;
}

在调用时：

int main()
{
	ListNode* p = NULL;
	p=Listinit();
	pushback(p, 1);
	pushback(p, 2);
	pushfront(p,4);
	ListNode* pos = findNode(p, 2);
	if (pos)
	{
		printf("找到了\n");
	}
	else
	{
		printf("未找到");
	}
	insertNode(pos, 3);
     return 0;
}

12.删除pos位置的值

还是一样，找到pos前后位置的两个节点，连接pos前后两个节点，在释放pos处的节点，完成删除。

void EraseNode(ListNode* pos)
{
	assert(pos);
	ListNode* tmp = pos;
	ListNode* cur = pos->next;
	ListNode* front = pos->prev;
	front->next = cur;
	cur->prev = front;
	free(tmp);
	tmp = NULL;
}

总结：带头循环双向链表，因为其独特的结构，使得我们在编译代码时省去了很多麻烦，在插入时不用判断头节点是否为空，在删除时，不用判断当只有一个节点时，是否是尾删。因为其循环的特性，判断也很方便/