带头节点的双向带头循环链表

一.逻辑结构:

双向带头链表有一个数值域和两个指针域。一个头节点，前驱指向最后一个节点，后继指向第一个节点；每一个节点有一个前驱和一个后继，分别指向前一个节点和后一个节点；链表的最后一个节点的后继指向链表的头节点。

二.功能：

双向带头链表中实现的功能有：初始化链表、头插、尾插、头删、尾删，在pos位置之前插入一个节点、删除pos位置的节点

三.链表的结构

#define LTDataType int;
typedef struct ListNode
{//数值域LTDataType data;
//指针域（后继）struct ListNode* next;
//指针域（前驱）struct ListNode* prev;
}ListNode;

四.头文件声明

#pragma once
//带头双向链表，在任意位置插入删除的时间复杂度都是O(1),查找时为O(N)
#include<assert.h>
#include<stdio.h>
typedef int LTDataType;typedef struct ListNode
{struct ListNode* prev;struct ListNode* next;LTDataType data;
}ListNode;//初始化
ListNode* ListInit();
//销毁链表
void ListDestory(ListNode* plist);
//打印
void ListPrint(ListNode* plist);
//尾插
void ListPushBack(ListNode* plist, LTDataType x);
//头插
//void ListPushFront(ListNode* plist, LTDataType x);
void ListPushFront(ListNode* plist, LTDataType x);
//尾删
void ListPopBack(ListNode* phead);
//头删
void ListPopFront(ListNode* phead);
//开辟空间
ListNode* BuyListNode(LTDataType x);
//查找
ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);
//在pos位置之前插入x
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);
//删除pos位置的值
void ListErase(ListNode* pos);
//头插尾插，头删尾删都可以调用ListEnrase和ListInsert来实现

五.功能的实现：

**1. 开辟空间：**在实现其他功能之前，我们首先要开辟空间来存放链表的节点

ListNode* BuyListNode(LTDatatype x)
{ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));//将节点的数值域赋值为xphead->data = x;//将节点的前驱和后继置空phead->next = NULL;phead->prev = NULL;return newnode;
}

2.初始化链表：
我们需要在初始化中生成一个头节点，可以使用传参或返回值的方式得到头结点的地址
这里使用的是返回值的方式。

ListNode* ListInit()
{//将头结点的数值域赋值为0，并且将其前驱后继置空ListNode* phead = BuyListNode(0);phead->next = NULL;phead->prev = NULL;return phead;
}

3.查找：
这个功能可以帮助我们找到节点的地址，也能帮助我们实现其他功能

//找到时返回cur，cur为数值x所在的节点的地址；没有找到或链表为空时返回NULL
ListNode* ListFind(ListNode* phead,TLDatatype x)
{assert(phead);//cur的地址为第一个节点的地址ListNode* cur = phead->next;/*当cur==phead时，链表已经被遍历了一次，没有找到，返回NULL;链表若为空,则返回NULL*/while(cur->next !=phead){if(cur->data == x){return cur;}cur = cur->next;}return NULL;}

4. 在pos位置之前插入一个节点：
我们先实现这个功能；头插的功能可以使用这段代码实现。

逻辑表示：

//pos为使用查找功能ListFind返回的地址
void ListInsert(ListNode* pos，LTDatatype x)
{assert(pos);ListNode* newnode = BuyListNode(x);pos->prev = prev;prev->next = newnode;newnode->prev = prev;newnode->next = pos;pos->prev = newnode;
}

5. 删除pos位置的节点：

逻辑表示：

ListNode* ListErase(ListNode* pos)
{assert(pos);ListNode* next= pos->next;ListNodde* prev = pos->prev;prev->next = next;next->prev = prev;free(pos);pos=NULL;
}

6.头插：头插可以使用ListFinde和ListInsert辅助实现：

（1）基本实现：

void ListPushFront(ListNode* phead,LTDatatype x)
{ListNode* newnode = BuyListNode(x);ListNode* next = phead->next;newnode->prev = phead;newnode->next = next;next->prev = newnode;phead->next = newnode;}

(2)ListInsert辅助实现：

//先使用ListFind找到第一个节点的位置pos
void ListPushFront(ListNode* phead,LTDataType x)
{ListNode* pos = phead->next;ListInsert(pos, x);
}

7. 尾插：
（1）基本实现：

void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListNode* tail = phead->prev;ListNode* newnode = BuyListNode(x);tail->next = newnode;newnode->prev = tail;newnode->next = phead;phead->prev = newnode;//在有头节点的情况下，即使链表中只有一个头节点，尾插也可以顺利进行。
}

（2）ListInsert辅助实现：

//如果通过调用ListInsert来实现尾插，则需要将pos设定在头节点的位置
void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{ListNode* pos = phead;ListInsert(pos, x);
}

8.头删
（1）基本实现：

void ListPopFront(ListNode* phead)
{assert(phead;)//判断链表是否为空if(phead->next !=phead){//first为第一个节点，second为第二个节点ListNode* first=phead->next;ListNode* second = first->next;phead->next=second;second->prev=phead;}else{printf("链表为空，删除失败");}free(first);first=NULL;}

逻辑表示：

（2）利用ListErase辅助实现：

void ListPopFront(ListNode* phead)
{assert(phead);if (phead->next == phead){printf("链表为空");}else{ListNode* pos = phead->next;ListErase(pos);}
}

9.尾删
（1）基本实现：

 void ListPopBack(ListNode* phead){assert(phead);if(phead->next !=phead){ListNode* last = phead->prev;ListNode* last2 = last->prev;last2->next = phead;phead->prev = last2;free(last);last=NULL;}}

(2)利用ListErase实现：

void ListPopBack(ListNode* phead)
{assert(phead);if(phead->next !=phead){ListNode* pos = phead->prev;ListErase(pos);}
}

10.销毁链表：

void ListDestory(ListNode* phead)
{assert(phead);ListNode* cur = phead->next;while(cur !=phead){ListNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}free(phead);phaed=NULL;printf("链表销毁成功");
}

11.打印链表：

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