在上一篇所讲述的单链表中，存在一些缺陷：

1、在进行尾插和尾删时，需要遍历链表找到尾结点
2、在进行中间插入和删除时，也需要先遍历链表找到前一个结点

对于这些缺陷，可以采用一种结构更为复杂的链表 双向带头循环链表

双向带头循环链表结构虽然复杂，但在链表的操作上带来了很大的优势

文章目录

一、双向带头循环链表的结构
二、双向带头循环链表的函数接口
- 1. 申请结点
- 2. 初识化
- 3. 打印
- 4. 尾插尾删
- 5. 头插头删
- 6. 查找
- 7. 中间插入和删除
- 8. 判空及求链表长度
- 9. 销毁单链表

一、双向带头循环链表的结构

//存储数据的类型，这里以 int 来举例
typedef int LTDataType;//结点的类型
typedef struct ListNode
{LTDataType data;struct ListNode* prev;struct ListNode* next;
}LTNode;

二、双向带头循环链表的函数接口

1. 申请结点

在插入等操作时需要申请结点，为了避免麻烦重复的操作，这里将申请结点封装为一个函数

申请结点函数如下：

LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newnode == NULL){//开辟空间失败，打印错误信息perror("malloc");//结束程序exit(-1);}newnode->data = x;newnode->prev = newnode->next = NULL;return newnode;
}

2. 初识化

在双向带头循环链表中，即使没有存储数据也至少会包含一个哨兵位的头结点

初始化函数如下：

LTNode* InitLT()
{//申请头结点，头结点的数据存什么无关紧要LTNode* phead = BuyLTNode(-1);//改变指针指向，构成循环phead->prev = phead->next = phead;return phead;
}

3. 打印

为了验证插入、删除等得到的结果是否正确，提供打印函数，这里数据类型以 int 为例，当读者采用的类型不同时，自行更改函数即可

打印函数如下：

void LTPrint(LTNode* phead)
{//链表不能为空assert(phead);LTNode* cur = phead->next;printf("head->");while (cur != phead){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;}printf("head\n");
}

4. 尾插尾删

尾插：在链表的最后一个结点之后插入结点

尾插函数如下：

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{//链表不能为空assert(phead);LTNode* newnode = BuyLTNode(x);//找到尾结点LTNode* tail = phead->prev;//改变指针指向tail->next = newnode;newnode->prev = tail;newnode->next = phead;phead->prev = newnode;
}

尾删：删除链表最后一个结点

尾删函数如下：

void LTPopBack(LTNode* phead)
{assert(phead); //链表不能为空assert(phead->next != phead);   //空链表不能删//找尾结点及尾结点的前一个结点LTNode* tail = phead->prev;LTNode* tailPrev = tail->prev;//改变指针指向tailPrev->next = phead;phead->prev = tailPrev;free(tail);
}

5. 头插头删

头插：在第一个结点之前插入新结点

头插函数如下：

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{//链表不能为空assert(phead);LTNode* newnode = BuyLTNode(x);//找到头结点后的第一个结点LTNode* first = phead->next;//改变指针指向phead->next = newnode;newnode->prev = phead;newnode->next = first;first->prev = newnode;
}

头删：删除链表的第一个结点

头删函数如下：

void LTPopFront(LTNode* phead)
{assert(phead); //链表不能为空assert(phead->next != phead);   //空链表不能删//找到头结点后的第一个和第二个结点LTNode* first = phead->next;LTNode* second = first->next;//改变指针指向phead->next = second;second->prev = phead;free(first);
}

6. 查找

查找：如果数据存在，返回该数据结点的指针，不存在返回 NULL

查找函数如下：

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{//链表不能为空assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){if (cur->data == x) return cur;cur = cur->next;}return NULL;
}

7. 中间插入和删除

中间插入：通过查找函数 LTFind 获得指向结点的指针 pos，在 pos 指向的 结点之前 插入结点

在 pos 之前插入结点函数如下：

void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{//pos 不能为空assert(pos);LTNode* newnode = BuyLTNode(x);//找到 pos 的前一个结点LTNode* posPrev = pos->prev;//改变指针指向posPrev->next = newnode;newnode->prev = posPrev;newnode->next = pos;pos->prev = newnode;
}

在调用中间插入函数 LTInsert 时

如果在链表头结点之前插入数据，便和尾插函数的功能一样
如果在链表头结点之后插入数据，便和头插函数的功能一样

因此在尾插和头插函数的实现中可以直接调用中间插入函数 LTInsert

尾插和头插函数更改如下：

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{//链表不能为空assert(phead);LTInsert(phead, x);
}//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{//链表不能为空assert(phead);LTInsert(phead->next, x);
}

中间删除：通过查找函数 LTFind 获得指向结点的指针 pos，删除 pos 指向的结点

删除 pos 指向的结点函数如下：

void LTErase(LTNode* pos)
{//pos 不能为空assert(pos);//找到 pos 的前一个和后一个结点LTNode* posPrev = pos->prev;LTNode* posNext = pos->next;//改变指针指向posPrev->next = posNext;posNext->prev = posPrev;free(pos);
}

在调用中间删除函数 LTErase 时

如果删除链表头结点的前一个结点，便和尾删函数的功能一样
如果删除链表头结点的后一个结点，便和头删函数的功能一样

因此在尾删和头删函数的实现中可以直接调用中间删除函数 LTErase

尾删和头删函数更改如下：

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{assert(phead); //链表不能为空assert(phead->next != phead);   //空链表不能删LTErase(phead->prev);
}//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{assert(phead); //链表不能为空assert(phead->next != phead);   //空链表不能删LTErase(phead->next);
}

8. 判空及求链表长度

判空：判断链表是否为空

判空函数如下：

bool LTEmpty(LTNode* phead)
{//链表不能为空assert(phead);return phead->next == phead;
}

链表长度：链表有效数据个数

链表长度函数如下：

size_t LTSize(LTNode* phead)
{//链表不能为空assert(phead);size_t size = 0;LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){size++;cur = cur->next;}return size;
}

9. 销毁单链表

在链表中，存储数据的结点是由自己开辟的，当不使用链表时，应将其销毁

销毁链表函数如下：

void LTDestroy(LTNode* phead)
{//链表不能为空assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){LTNode* curNext = cur->next;free(cur);cur = curNext;}free(phead);
}

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