编程练习（2）——双向链表反转

本文中的双向链表，具有一个首指针h，但没有尾指针，不是循环链表。链表反转时，要做两件事情，一是将数据部分的pre指针和next指针交换值；二是将h指针指向反转后的头数据节点指针，并将新链表的尾数据节点指针的next（即原链表头数据指针的next）置空。

上代码：

DLinkedNode.h

#ifndef DLINKEDNODE_H_INCLUDED
#define DLINKEDNODE_H_INCLUDED
#endif // DLINKEDNODE_H_INCLUDED


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int DATA;

typedef struct _dNode
{
    DATA data;
    struct _dNode *pre;
    struct _dNode *next;
}DNode,*DLinkedNode;

DLinkedNode Create();
DLinkedNode CreateN(int *N);
void PrintH(DLinkedNode h);//按节点先后顺序输出
int Reverse(DLinkedNode h);

DLinkedNode.c

#include "DLinkedNode.h"

DLinkedNode Create()
{
    DLinkedNode h;
    h=(DLinkedNode)malloc(sizeof(DNode));
    if(h==NULL)
    {
        printf("DLinkedNode:Create:分配内存失败，程序将返回！\n");
        return NULL;
    }
    else
    {
        h->pre=NULL;
        h->next=NULL;
    }
    return h;
}
DLinkedNode CreateN(int *N)
{
    DLinkedNode h=Create();
    if(h==NULL)
    {
        printf("DLinkedNode:CreateN:分配内存失败，程序将返回！\n");
        return NULL;
    }
    int i=1;
    DATA d;
    DNode *p=h;
    printf("\nfunc:CreateN:请输入数据个数：\n");
    if(scanf("%d",N)==1)
    {
        if(*N<1)
        {
            printf("\nfunc:CreateN:您输入的数字必须是大于0的整数，程序将结束！\n");
            return;
        }
        printf("\nfunc:CreateN:您打算输入的数据个数为%d，请依次输入数据，并按回车键结束\n",*N);
        while(i<=*N&&scanf("%d",&d)==1)
        {
            DNode *pTemp=(DLinkedNode)malloc(sizeof(DNode));
            if(pTemp!=NULL)
            {
                pTemp->data=d;
                pTemp->pre=p;
                pTemp->next=NULL;
                p->next=pTemp;
                p=p->next;
                i++;
            }
        }
        *N=--i;
        if(*N>=1)
        {
            printf("\nfunc:CreateN:您已经输入%d个有效数据，以下是您刚才输入的有效数据：\n",*N);
            PrintH(h);
        }
        else
        {
            printf("\n您输入的有效数据为0个\n");
        }

    }
    return h;
}
void PrintH(DLinkedNode h)
{
    if(h==NULL||h->next==NULL)
    {
        printf("\nDLinkedNode:PrintH:链表不存在或者为空，程序将返回！\n");
        return NULL;
    }
    DNode *p=h->next;
    printf("\n");
    while(p!=NULL)
    {
        printf("%d\t",p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("\n");
}
//反转双向链表
int Reverse(DLinkedNode h)
{
    if(h==NULL||h->next==NULL)
    {
        printf("\nDLinkedNode:Reverse:链表不存在或者为空，程序将返回！\n");
        return NULL;
    }
    int i=0;
    DNode *p,*temp;
    //DNode *flag;
    p=h->next;
    while(p!=NULL)
    {
        temp=p->pre;
        p->pre=p->next;
        p->next=temp;
        //flag=p;
        if(p->pre==NULL)break;//此处也可以用预先定义的一个DNode *flag，记录p=p->pre操作之前的原始p值，结束时将h->next=flag
        else p=p->pre;
        i++;
    }
    h->next->next=NULL;
    h->next=p;
    return i;
}

核心的思路，还是利用一个游标指针p遍历链表并进行指针交换操作，一个临时指针变量temp存储交换值。有点类似冒泡排序中的交换值的方式。理解起来也比单链表反转操作要简单。

需要注意的是，最后一次循环时，由于p会指向p->next,而p->next为NULL，故而会丢失指针位置。为了解决这个问题，可以在循环外先定义一个标记变量flag，记录每次p指向p->next之前的值，还可以如本代码中所用的方法，在循环中加一次判断，如果p->next已经为NULL，则提前结束循环，不再执行p=p->next。

此外，数据节点反转完毕后，需要将反转后的尾指针的next置空，然后将h指向反转后的头数据节点p。

下面是调试代码：

main.c

#include "DLinkedNode.h"

void testDLinkedNode();
int main()
{
    printf("\n");
    testDLinkedNode();
    return 0;
}
void testDLinkedNode()
{
    int N;
    DLinkedNode h=CreateN(&N);
    Reverse(h);
    PrintH(h);
}

如果双向链表的h指针的pre指向链表数据节点的末尾，即双向循环链表。则无需链表反转操作，直接使用pre指针即可遍历所有数据节点。但需要判断终止条件。而这种情况下只能将h指针的数据域作为判断。还有一种思路，给双向链表一个头指针h和尾指针t，头指针pre为NULL，尾指针next为NULL，从而就可以很方便地进行双向遍历。

双向链表遍历方便，但是插入和删除操作需要多个指针的变动（一般需要变动四个指针）。同时，内存占用也会明显增加。因而需要考虑实际情况选用。

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