双向链表

// c2-4.h 线性表的双向链表存储结构(见图2.36)
typedef struct DuLNode
{
ElemType data;
DuLNode *prior,*next;
}DuLNode,*DuLinkList;

双向链表(见图2
37)每个结点有两个指针，一
个指向结点的前驱，另一个指向结点的后继。所
以，从链表的每一个结点出发，都可到达任意一个
结点，有利于链表的查找。单链表的找前驱函数，
除了有指向当前结点的指针外，还有一个紧跟其
后，一直指向其前驱的指针。在双向链表中，不需
要这个指向前驱的指针。

// bo2-5.cpp 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(见图2.38)
	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(见图2.39)
	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(见图2.38)
	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1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1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");
}

#include"c1.h"
typedef int ElemType;
#include"c2-4.h"
#include"bo2-5.cpp"
#include"func2-3.cpp" // 包括equal()、comp()、print()、print2()和print1()函数
void main()
{
	DuLinkList L;
	int i,n;
	Status j;
	ElemType e;
	InitList(L);
	for(i=1;i<=5;i++)
		ListInsert(L,i,i); // 在第i个结点之前插入i
	printf("正序输出链表：");
	ListTraverse(L,print); // 正序输出
	printf("逆序输出链表：");
	ListTraverseBack(L,print); // 逆序输出
	n=2;
	ListDelete(L,n,e); // 删除并释放第n个结点
	printf("删除第%d个结点，值为%d，其余结点为",n,e);
	ListTraverse(L,print); // 正序输出
	printf("链表的元素个数为%d\n",ListLength(L));
	printf("链表是否空：%d(1:是0:否)\n",ListEmpty(L));
	ClearList(L); // 清空链表
	printf("清空后，链表是否空：%d(1:是0:否)\n",ListEmpty(L));
	for(i=1;i<=5;i++)
		ListInsert(L,i,i); // 重新插入5个结点
	ListTraverse(L,print); // 正序输出
	n=3;
	j=GetElem(L,n,e); // 将链表的第n个元素赋值给e
	if(j)
		printf("链表的第%d个元素值为%d\n",n,e);
	else
		printf("不存在第%d个元素\n",n);
	n=4;
	i=LocateElem(L,n,equal);
	if(i)
		printf("等于%d的元素是第%d个\n",n,i);
	else
		printf("没有等于%d的元素\n",n);
	j=PriorElem(L,n,e);
	if(j)
		printf("%d的前驱是%d\n",n,e);
	else
		printf("不存在%d的前驱\n",n);
	j=NextElem(L,n,e);
	if(j)
		printf("%d的后继是%d\n",n,e);
	else
		printf("不存在%d的后继\n",n);
	DestroyList(L);
}

运行结果如下所示：

/*
正序输出链表：1 2 3 4 5
逆序输出链表：5 4 3 2 1
删除第2个结点，值为2，其余结点为1 3 4 5
链表的元素个数为4
链表是否空：0(1:是0:否)
清空后，链表是否空：1(1:是0:否)
1 2 3 4 5
链表的第3个元素值为3
等于4的元素是第4个
4的前驱是3
4的后继是5
Press any key to continue

*/