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- 设计双向链表的接口
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include <stdio.h>
include <stdbool.h>
include <stdlib.h>
include <unistd.h>
// 指的是双向链表中的结点有效数据类型,用户可以根据需要进行修改
typedef int DataType_t;
// 构造双向链表的结点,链表中所有结点的数据类型应该是相同的
typedef struct DoubleLinkedList
{
DataType_t data; // 结点的数据域
struct DoubleLinkedList *prev; // 直接前驱的指针域
struct DoubleLinkedList *next; // 直接后继的指针域
} DoubleLList_t;
// 创建一个空双向链表,空链表应该有一个头结点,对链表进行初始化
DoubleLList_t *DoubleLList_Create(void)
{
// 1.创建一个头结点并对头结点申请内存
DoubleLList_t *Head = (DoubleLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleLList_t));
if (NULL == Head)
{
perror("Calloc memory for Head is Failed");
exit(-1);
}
// 2.对头结点进行初始化,头结点是不存储数据域,指针域指向NULL
Head->prev = NULL;
Head->next = NULL;
// 3.把头结点的地址返回即可
return Head;
}
// 创建新的结点,并对新结点进行初始化(数据域 + 指针域)
DoubleLList_t *DoubleLList_NewNode(DataType_t data)
{
// 1.创建一个新结点并对新结点申请内存
DoubleLList_t *New = (DoubleLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleLList_t));
if (NULL == New)
{
perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
return NULL;
}
// 2.对新结点的数据域和指针域(2个)进行初始化
New->data = data;
New->prev = NULL;
New->next = NULL;
return New;
}
// 头插
bool DoubleLList_HeadInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
// 1.创建新的结点,并对新结点进行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node\n");
return false;
}
// 如果链表为空
if (NULL == Head->next)
{
// 头结点指向新结点
Head->next = New;
return true;
}
// 把新结点指向首结点
New->next = Head->next;
// 把首结点指向新结点
Head->next->prev = New;
// 把首结点指向结点
Head->next = New;
return true;
}
// 尾部插入
bool DoubleLList_TailInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
// 1.创建新的结点,并对新结点进行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node\n");
return false;
}
// 如果链表为空
if (NULL == Head->next)
{
// 头结点指向新结点
Head->next = New;
return true;
}
DoubleLList_t *temp = Head; // 记录尾结点
// 遍历链表,找到尾结点
while (temp->next)
{
temp = temp->next;
}
// 把尾结点指向新结点
temp->next = New;
// 把新结点指向尾结点
New->prev = temp;
return true;
}
// 指定插入
bool DoubleLList_DestInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t Destval, DataType_t data)
{
// 1.创建新的结点,并对新结点进行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node\n");
return false;
}
// 如果链表为空
if (NULL == Head->next)
{
// 头结点指向新结点
Head->next = New;
return true;
}
DoubleLList_t *Phead = Head; // 备份头结点
// 遍历链表,找到目标结点
while (Phead->next)
{
Phead = Phead->next;
if (Destval == Phead->data)
{
break;
}
}
if (Phead->next == NULL && Phead->data != Destval)
{
printf("New Nodo Insertion failure");
return false;
}
if (Phead->data == DestVal) // 指定插
{
New->next = Phead->next; // 新结点的next指针指向目标指针的直接后继的地址
Phead->next->prev = New; // 目标结点的直接后继prev指针指向New
New->prev = Phead; // 新结点的prev指针指向目标结点的地址
Phead->next = New; // 目标结点的next的指针指向新结点的地址
}
else
{
New->prev = Phead; // 新结点的prev指针指向尾结点的地址
Phead->next = New; // 目标结点的next指针指向新结点的地址
New->next = NULL; // 新结点的next指针指向NULL
}
}
// 遍历链表
bool DoubleLList_Print(DoubleLList_t *Head)
{
// 对单向循环链表的头结点的地址进行备份
DoubleLList_t *Phead = Head;
// 判断当前链表是否为空,为空则直接退出
if (Head->next == Head)
{
printf("current linkeflist is empty!\n");
return false;
}
// 从首结点开始遍历
while (Phead->next)
{
// 把头结点的直接后继作为新的头结点
Phead = Phead->next;
// 输出头结点的直接后继的数据域
printf("data = %d\n", Phead->data);
usleep(100000);
// 判断是否到达尾结点,尾结点的next指针是指向首结点的地址
if (Phead->next == Head->next)
{
break;
}
}
return true;
}
// 头删
bool DoubleLList_HeadDel(DoubleLList_t *Head)
{
// 判断链表是否为空
if (NULL == Head->next)
{
printf("删除失败链表为空");
return false;
}
// 对链表首结点进行备份
DoubleLList_t *Phead = Head->next;
// 链表为非空则删除结点
Head->next = Head->next->next;
Phead->next = NULL;
Head->next->next->prev = NULL;
free(Phead);
return true;
}
// 尾删
bool DoubleLList_TailDel(DoubleLList_t *Head)
{
// 判断链表是否为空
if (NULL == Head->next)
{
printf("删除失败链表为空");
return false;
}
// 用于存储尾结点
DoubleLList_t *Phead = Head;
// 用于遍历找到尾结点
while (Phead->next)
{
Phead = Phead->next;
}
// 链表为非空则删除结点
Phead->prev->next = NULL;
Phead->prev = NULL;
free(Phead);
return true;
}
// 指定位置删除
bool DoubleLList_DestDel(DoubleLList_t *Head, DataType_t Destval)
{
// 定义一个指针存储待删除目标结点
DoubleLList_t *dest = Head;
// 判断链表是否为空
if (NULL == Head->next)
{
printf("删除失败链表为空");
return false;
}
// 判断是否只有首结点
if (NULL == dest->next->next)
{
dest->next->next = NULL; // 首结点的next指针指向NULL
dest->next->prev = NULL; // 首结点的prev指针指向NULL
Head->next = NULL; // 头结点的next指针指向NULL
free(dest); // 释放删除结点的内存
}
// 遍历链表,找到待删除接结点
while (dest->next)
{
dest = dest->next;
if (Destval == dest->data)
{
break;
}
}
// 如果遍历到最后还没未找到该结点则删除失败
if (dest->next == NULL && dest->data != Destval)
{
return false;
}
// 找到指定结点
if (dest == Head->next) // 头删
{
Head->next = dest->next; // 头结点的next指针指向待删除结点的直接后继
dest->next->prev = NULL; // 但删除结点的直接后继指向prev指针指向NULL
dest->next = NULL; // 但删除结点的next指针指向NULL
free(dest); // 释放待删除结点内存
}
else if (dest->next == NULL) // 尾部删除
{
dest->prev->next = NULL; // 待删除结点的直接前驱的next指针指向NULL
dest->prev = NULL; // 待删除结点的prev指针指向NULL
free(dest); // 释放目标结点内存
}
else // 指定位置删除
{
dest->prev->next = dest->next; // 待删除结点的直接前驱的next指针指向但删除结点的直接后继
dest->next->prev = dest->prev; // 但删除结点的直接后继的perv指针指向但删除结点的直接前驱
dest->next = NULL; // 待删除结点的next指针指向NULL
dest->prev = NULL; // 待删除结点的perv指针指向NULL
free(dest); // 释放待删除结点内存
}
return true;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
DoubleLList_t *Head = DoubleLList_Create();
// 头部插入
DoubleLList_HeadInsert(Head, 2);
DoubleLList_HeadInsert(Head, 4);
DoubleLList_HeadInsert(Head, 6);
DoubleLList_HeadInsert(Head, 8);
DoubleLList_Print(Head);
// 尾部插入
DoubleLList_TailInsert(Head, 1);
DoubleLList_TailInsert(Head, 3);
DoubleLList_TailInsert(Head, 5);
DoubleLList_TailInsert(Head, 7);
DoubleLList_Print(Head);
// 指定位置charu
DoubleLList_DestInsert(Head, 3, 9);
DoubleLList_DestInsert(Head, 4, 10);
DoubleLList_Print(Head);
printf("\n");
// 头部删除
DoubleLList_HeadDel(Head);
DoubleLList_HeadDel(Head);
DoubleLList_Print(Head);
// 尾部删除
DoubleLList_TailDel(Head);
DoubleLList_TailDel(Head);
DoubleLList_Print(Head);
// 指定删除
DoubleLList_DestDel(Head, 4);
DoubleLList_Print(Head);
return 0;
}