标题：双向链表
链表的操作
线性表的双向链表存储结构typedef struct DuLNode
{
ElemType data;
struct DuLNode *prior,*next;
}DuLNode,*DuLinkList;
带头结点的双向循环链表的基本操作
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);
}销毁双向循环链表Lvoid DestroyList(DuLinkList *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;
}重置链表为空表void ClearList(DuLinkList L) /* 不改变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;
}
L->next=L->prior=L; /* 头结点的两个指针域均指向自身 */
}验证是否为空表Status ListEmpty(DuLinkList L)
{ /* 初始条件：线性表L已存在
if(L->next==L&&L->prior==L)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
元素的操作
计算表内元素个数int ListLength(DuLinkList L)
{ /* 初始条件：L已存在。操作结果： */
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;
}赋值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)
{
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;
}查找元素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;
}查找元素前驱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;
}查找元素后继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;
}查找元素地址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 */
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;
}元素的插入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;
}元素的删除Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{ /* 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;
}正序查找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))
逆序查找{ /* 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");
}
双向链表模板
/***************************************************** 
*文件名：LinkedList.h
*功能：实现双向链表的基本功能
*注意：为了使最终程序执行得更快，仅在Debug模式下检测操作合法性。
*另外不对内存分配失败作处理,因为一般情况下应用程序有近2GB真正可用的空间
*********************************************************/
#pragma once
#include <assert.h>
template<class T>
class LinkedList
{
private:
class Node
{
public:
T  data;  //数据域,不要求泛型T的实例类有无参构造函数
Node* prior; //指向前一个结点
Node* next;  //指向下一个结点
Node(const T& element,Node*& pri,Node*& nt):data(element),next(nt),prior(pri){}
Node():data(data){}//泛型T的实例类的复制构造函数将被调用.在Vc2010测试可行
};
Node* head;  //指向第一个结点
public:
//初始化：构造一个空结点，搭建空链
LinkedList():head(new Node()){head->prior=head->next=head;}
//获取元素总数
int elementToatal()const;
//判断是否为空链
bool isEmpty()const{return head==head->next?true:false;}
//将元素添加至最后，注意node的指针设置
void addToLast(const T& element){Node* ne=new Node(element,head->prior,head);head->prior=head->prior->next=ne;}
//获取最后一个元素
T getLastElement()const{assert(!isEmpty());return head->prior->data;}
//删除最后一个元素，注意node的指针设置
void delLastElement(){assert(!isEmpty());Node* p=head->prior->prior;delete head->prior;head->prior=p;p->next=head;}
//修改最后一个元素
void alterLastEmlent(const T& newElement){assert(!isEmpty());head->prior->data=newElement;}
//插入元素
void insertElement(const T& element,int position);
//获取元素
T getElement(int index)const;
//删除元素
T delElement(int index);
//修改元素
void alterElement(const T & Newelement,int index);
//查找元素
int findElement(const T& element) const;
//正序遍历
void Traverse(void (*visit)(T&element));
//逆序遍历
void TraverseBack(void (*visit)(T&element));
//重载[]函数
T& operator [](int index);
//清空链表
void clearAllElement();
//销毁链表
~LinkedList();
};
/***************************************
*返回元素总数
****************************************/
template<class T>
int LinkedList<T>::elementToatal()const
{
int Total=0;
for(Node* p=head->next;p!=head;p=p->next) ++Total;
return Total;
}
/**********************************************
*在position指定的位置插入元素。原来position及后面的元
*素后移
***********************************************/
template<class T>
void LinkedList<T>::insertElement(const T& element,int position)
{
assert(position>0 && position<=elementToatal()+1);
Node* p=head;
while(position)
{
p=p->next;
position--;
}
//此时p指向要插入的结点
Node* pNew=new Node(element,p->prior,p);
p->prior=p->prior->next=pNew;
}
/***************************************
*返回找到的元素的副本 
***************************************/
template<class T>
T LinkedList<T>::getElement(int index)const
{
assert(index>0 && index<=elementToatal() && !isEmpty());//位置索引是否合法,链表是否空
Node* p=head->next;
while(--index) p=p->next;
return p->data;
}
/**********************************
*删除指定元素，并返回它
**********************************/
template<class T>
T LinkedList<T>::delElement(int index)
{
assert(index>0 && index<=elementToatal() && !isEmpty());//位置索引是否合法,链表是否空
Node* del=head->next;
while(--index) del=del->next;
//此时p指向要删除元素
del->prior->next=del->next;
del->next->prior=del->prior;
T delData=del->data;
delete del;
return delData;
}
/****************************************
*用Newelement代替索引为index的元素
*****************************************/
template<class T>
void LinkedList<T>::alterElement(const T & Newelement,int index)
{
assert(index>0 && index<=elementToatal() && !isEmpty());//位置索引是否合法,链表是否空
Node* p=head->next;
while(--index) p=p->next;
p->data=Newelement;
}
/********************************
*找到返回元素的索引，否则返回0
********************************/
template<class T>
int LinkedList<T>::findElement(const T& element) const
{
Node* p=head->next;
int i=0;
while(p!=head)
{
i++;
if(p->data==element) return i;
p=p->next;
}
return 0;
}
/***************************************
*正向遍历，以链表中每个元素作为参数调用visit函数
*****************************************/
template<class T>
void LinkedList<T>::Traverse(void (*visit)(T&element))
{
Node* p=head->next;
while(p!=head)
{
visit(p->data);//注意此时外部visit函数有权限修改LinkedList<T>的私有数据
p=p->next;
}
}
/*************************************************
*反向遍历，以链表中每个元素作为参数调用visit函数
*************************************************/
template<class T>
void LinkedList<T>::TraverseBack(void (*visit)(T&element))
{
Node* p=head->prior;
while(p!=head)
{
visit(p->data);//注意此时外部visit函数有权限修改LinkedList<T>的私有数据
p=p->prior;
}
}
/**************************************************
*返回链表的元素引用，并可读写.实际上链表没有[]意义上的所有功能
*因此[]函数是有限制的.重载它是为了客户端代码简洁，因为从链表读写
*数据是最常用的
***************************************************/
template<class T>
T& LinkedList<T>::operator [](int index)
{
assert(index>0 && index<=elementToatal() && !isEmpty());//[]函数使用前提条件
Node* p=head->next;
while(--index) p=p->next;
return p->data;
}
/***************************
*清空链表
***************************/
template<class T>
void LinkedList<T>::clearAllElement()
{
Node* p=head->next,*pTemp=0;
while(p!=head) 
{
pTemp=p->next;
delete p;
p=pTemp;
}
head->prior=head->next=head;//收尾工作
}
/******************************
*析构函数，若内存足够没必要调用该函数
*******************************/
template<class T>
LinkedList<T>::~LinkedList()
{
if(head)//防止用户显式析构后，对象又刚好超出作用域再调用该函数
{
clearAllElement();
delete head;
head=0;
}
}