双向链表

双向链表，又稱為双链表，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。

存储结构

/* c2-4.h 线性表的双向链表存储结构 */
typedef struct DuLNode
{
	ElemType data;
	struct DuLNode *prior,*next;
}DuLNode,*DuLinkList;

基本操作

/* bo2-5.c 带头结点的双向循环链表(存储结构由c2-4.h定义)的基本操作(14个),包括算法2.18,2.19 */
void InitList(DuLinkList *L)
{	/* 产生空的双向循环链表L */
	*L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
	if(*L)
		(*L)->next=(*L)->prior=*L;
	else
		exit(OVERFLOW);
}

void DestroyList(DuLinkList *L)
{	/* 操作结果：销毁双向循环链表L */
	DuLinkList q,p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */
	while(p!=*L) /* p没到表头 */
	{
		q=p->next;
		free(p);
		p=q;
	}
	free(*L);
	*L=NULL;
}

void ClearList(DuLinkList L) /* 不改变L */
{	/* 初始条件：L已存在。操作结果：将L重置为空表 */
	DuLinkList q,p=L->next; /* p指向第一个结点 */
	while(p!=L) /* p没到表头 */
	{
		q=p->next;
		free(p);
		p=q;
	}
	L->next=L->prior=L; /* 头结点的两个指针域均指向自身 */
}

Status ListEmpty(DuLinkList L)
{	/* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */
	if(L->next==L&&L->prior==L)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}

int ListLength(DuLinkList L)
{	/* 初始条件：L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */
	int i=0;
	DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */
	while(p!=L) /* p没到表头 */
	{
		i++;
		p=p->next;
	}
	return i;
}

Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{	/* 当第i个元素存在时，其值赋给e并返回OK，否则返回ERROR */
	int j=1; /* j为计数器 */
	DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */
	while(p!=L&&j<i) /* 顺指针向后查找，直到p指向第i个元素或p指向头结点 */
	{
		p=p->next;
		j++;
	}
	if(p==L||j>i) /* 第i个元素不存在 */
		return ERROR;
	*e=p->data; /* 取第i个元素 */
	return OK;
}

int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
{	/* 初始条件：L已存在，compare()是数据元素判定函数 */
	/* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。 */
	/*           若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */
	int i=0;
	DuLinkList p=L->next; /* p指向第1个元素 */
	while(p!=L)
	{
		i++;
		if(compare(p->data,e)) /* 找到这样的数据元素 */
			return i;
		p=p->next;
	}
	return 0;
}

Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)
{	/* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱， */
	/*           否则操作失败，pre_e无定义 */
	DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */
	while(p!=L) /* p没到表头 */
	{
		if(p->data==cur_e)
		{
			*pre_e=p->prior->data;
			return TRUE;
		}
		p=p->next;
	}
	return FALSE;
}

Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)
{	/* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继， */
	/*           否则操作失败，next_e无定义 */
	DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */
	while(p!=L) /* p没到表头 */
	{
		if(p->prior->data==cur_e)
		{
			*next_e=p->data;
			return TRUE;
		}
		p=p->next;
	}
	return FALSE;
}

DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i) /* 另加 */
{	/* 在双向链表L中返回第i个元素的地址。i为0，返回头结点的地址。若第i个元素不存在，*/
	/* 返回NULL(算法2.18、2.19要调用的函数) */
	int j;
	DuLinkList p=L; /* p指向头结点 */
	if(i<0||i>ListLength(L)) /* i值不合法 */
		return NULL;
	for(j=1;j<=i;j++)
		p=p->next;
	return p;
}

Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e)
{	/* 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e，i的合法值为1≤i≤表长+1 */
	/* 改进算法2.18，否则无法在第表长+1个结点之前插入元素 */
	DuLinkList p,s;
	if(i<1||i>ListLength(L)+1) /* i值不合法 */
		return ERROR;
	p=GetElemP(L,i-1); /* 在L中确定第i个元素前驱的位置指针p */
	if(!p) /* p=NULL,即第i个元素的前驱不存在(设头结点为第1个元素的前驱) */
		return ERROR;
	s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
	if(!s)
		return OVERFLOW;
	s->data=e;
	s->prior=p; /* 在第i-1个元素之后插入 */
	s->next=p->next;
	p->next->prior=s;
	p->next=s;
	return OK;
}

Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.19 */
{	/* 删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素，i的合法值为1≤i≤表长 */
	DuLinkList p;
	if(i<1) /* i值不合法 */
		return ERROR;
	p=GetElemP(L,i);  /* 在L中确定第i个元素的位置指针p */
	if(!p) /* p=NULL,即第i个元素不存在 */
		return ERROR;
	*e=p->data;
	p->prior->next=p->next;
	p->next->prior=p->prior;
	free(p);
	return OK;
}

void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{	/* 由双链循环线性表L的头结点出发，正序对每个数据元素调用函数visit() */
	DuLinkList p=L->next; /* p指向头结点 */
	while(p!=L)
	{
		visit(p->data);
		p=p->next;
	}
	printf("\n");
}

void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{	/* 由双链循环线性表L的头结点出发，逆序对每个数据元素调用函数visit()。另加 */
	DuLinkList p=L->prior; /* p指向尾结点 */
	while(p!=L)
	{
		visit(p->data);
		p=p->prior;
	}
	printf("\n");
}