C语言类的双向链表详解

前言链表（linked list)是一种这样的数据结构，其中的各对象按线性排列。数组的线性顺序是由数组下标决定的，然而于数组不同的是，链表的各顺序是由链表中的

前言

链表（linked list)是一种这样的数据结构，其中的各对象按线性排列。数组的线性顺序是由数组下标决定的，然而于数组不同的是，链表的各顺序是由链表中的指针决定的。

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。

双向链表的定义

双链表（doubly linked list)的每一个元素都是一个对象，每一个对象都有一个数据域和两个指针front和tail。对象中还可以包含其他辅助数据。设L为链表的一个元素，L.front指向他在链表中的后继元素，L.tail指向他的前继元素。

我们可以定义一个结构体封装这些数据

typedef struct Node
{
	int data;
	struct Node* front;
	struct Node* tail;
}NODE, * LPNODE;

双向链表的创建

在C++中，我们以类的形式封装了双向链表。在类中，我们定义了两个指针，一个是指向链表的头部 frontNode，一个是指向了链表的尾部 tailNode，另外我们还加入了 curSize属性，记录节点的个数。在对象创建的过程就是链表创建的过程，我们只需要在类的构造函数中初始化参数即可。

class duplexHead {
public:
	duplexHead() {
		frontNode = NULL;
		tailNode = NULL;
		curSize = 0;
	}
 
	LPNODE createNode(int data);
	LPNODE seachNode(int data);
	void push_front(int data);
	void push_back(int data);
	void push_appoin(int posData, int data);
	void pop_front();
	void pop_back();
	void pop_appoin(int posData);
	void printByFront();
	void printByTail();
 
protected:
 
	LPNODE frontNode;
	LPNODE tailNode;
	int curSize;
 
};

节点的创建

在上面，我们已经知道双向链表的单体长啥样了，我们只需要给他的单体分配空间然后初始化他的参数即可。

LPNODE duplexHead::createNode(int data)
{
	LPNODE newNode = new NODE;
	assert(newNode);
	newNode->front = nullptr;
	newNode->tail = nullptr;
	newNode->data = data;
	return newNode;
}

双向链表节点查找

链表的查找我们可以定义一个函数LPNODE seachNode（int data)，当满足查找条件时，我们就返回当前节点的链表。在实际操作过程中，链表的数据域可能会有多个数据，可能要比较int 类型，可能要比较string类型等多种变化，这是我们可以在参数列表预留一个函数指针 (int) (*comparData)(LPNODE data),以应对多种需求。当然，在这里为了演示方便，我们就用一个int 类型的数据代替了。

 
LPNODE duplexHead::seachNode(int data)
{
	if (!curSize)
	{
		printf("链表为空，无法查找");
		return;
	}
	LPNODE preNode = frontNode;
	LPNODE curNode = frontNode;
	while (curNode != NULL && curNode->data != data)
	{
		preNode = curNode;
		curNode = preNode->tail;
	}
	if (curNode == nullptr)
	{
		printf("链表中没有该数据");
		return nullptr;
	}
 
	return curNode;
 
}

双向链表的插入

插入节点，我们分为头部插入和尾部插入以及指定位置插入。而这三种插入，都可分为3步。

（1）创建新节点

（2）找到插入位置

（3）插入

我们就以制定位置插入为例，如图所示，我们只需把原来相连的两个节点断开，然后再分别用指针拼接起来，当然我们也可以调用我们的seachNode来查找位置，这样就更方便一些了。

void duplexHead::push_appoin(int posData, int data)
{
 
	if (curSize == 0)
		return;
	if (frontNode->data == posData)
	{
		push_front(data);
	}
	else
	{
		LPNODE preNode = frontNode;
		LPNODE curNode = frontNode;
		while (curNode != NULL && curNode->data != posData)
		{
			preNode = curNode;
			curNode = preNode->tail;
		}
		if (curNode == NULL)
		{
			printf("未找到指定位置，无法插入！\n");
		}
		else
		{
			LPNODE newNode = createNode(data);
			preNode->tail = newNode;
			newNode->tail = curNode;
			curNode->front = newNode;
			newNode->front = preNode;
			curSize++;
		}
	}
}

双向链表的节点删除

删除节点我们也可以分为头部删除，尾部删除，指定数据删除。他与插入节点几乎是一样的

（1）找到删除位置

（2）删除

我们就以指定数据删除为例，我们通过while或者seachNode来查找到要删除的节点，然后把他的front 指向的位置和tail指向的位置记住，就可以直接删除节点了。删除完了节点要记得把前后段的链表连接上即可。

 
void duplexHead::pop_appoin(int posData)
{
	if (frontNode == NULL || curSize == 0)
	{
		printf("链表为空无法删除！");
		return;
	}
	if (frontNode->data == posData)
	{
		pop_front();
		return;
	}
	LPNODE preNode = frontNode;
	LPNODE curNode = frontNode;
	while (curNode != NULL && curNode->data != posData)
	{
		preNode = curNode;
		curNode = preNode->tail;
	}
	if (curNode == NULL)
	{
		printf("未找到指定位置无法删除！\n");
	}
	else
	{
		if (tailNode == curNode)
		{
			pop_back();
		}
		else
		{
			preNode->tail = curNode->tail;
			//curNode->tail是不是不空
			//当删除的表尾时候，curNode->tail等于空
			curNode->tail->front = preNode;
			free(curNode);
			curNode = NULL;
			curSize--;
		}
	}
}

双向链表的删除

于双向链表的创建一样，我们可以把双向链表的删除放在析构函数中，实现创建和删除自动化，当对象被创建，双向链表就被创建，当对象消亡，双向链表就删除了。

duplexHead::~duplexHead()
{
	if (!frontNode)return;
	LPNODE pmove ;
	
 
	while (!pmove)
	{
		pmove = frontNode->tail;
		delete frontNode->tail;
		frontNode = pmove;
	}
 
}