带头带环双向链表的实现及其相关操作。。

    在前面博客中我们讲到关于线性表中的单链表，我们实现了不带头不带环的单项链表，
在链表中不带头不带环的单链表是相对比其他链表要麻烦，且应用相对较少。那么今天
我们来实现带头带环的双向链表，带头带环双向链表相应用比较多，应为它比较简介，相关的操作
相对简单。
    那么我们来看一下声明：
#pragma once

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

#define FUNCTIONNAME printf("\n================%s=============\n",__FUNCTION__)

typedef char LinkType;

typedef struct DLinkNode{
LinkType data;
struct DLinkNode *prev;
struct DLinkNode *next;
}DLinkNode;

// 初始化链表。
void DLinkNodeInit(DLinkNode *head);

// 尾插一个元素。
void DLninkNodePushBack(DLinkNode *head, LinkType value);

// 尾删一个元素。
void DLinkNodePopBack(DLinkNode *head);

// 头插入一个元素。
void DLinkNodePushFront(DLinkNode *head, LinkType value);

// 头删一个元素。
void DLinkNodePopFront(DLinkNode *head);

// 查找指定元素。
DLinkNode* DLinkNodeFind(DLinkNode *head, LinkType find);

// 在指定位置之前插入一个元素。
void DLinkNodeInsertFront(DLinkNode *pos, LinkType value);

// 在指定元素之后插入一个元素。
void DLinkNodeInsertBack(DLinkNode *pos, LinkType value);

// 删除指定位置的节点。
void DLinkNodeErase(DLinkNode *head,DLinkNode *pos);

// 删除指定元素的第一个节点。
void DLinkNodeRemove(DLinkNode *head, LinkType value);

// 删除指定元素的所有节点。
void DLinkNodeRemoveAll(DLinkNode *head, LinkType value);

// 求链表的长度
size_t DLinkNodeSize(DLinkNode *head);

// 判读链表是否为空。
int DLinkNodeEmpty(DLinkNode *head);声明的相关函数实现：
相关单元测试：#include "DLinkNode.h"

void DLinkNodePrint(DLinkNode *head)
{
if (head == NULL)
{
return;
}
DLinkNode *cur = head->next;
printf("head->");
for (;cur != head;cur = cur->next)
{
printf("[%c %p]->",cur->data,cur);
}
printf("head\n");
}

// 初始化链表。
void DLinkNodeInit(DLinkNode *head)
{
if (head == NULL)
{
// 非法输入
return;
}
head->next = head;
head->prev = head;
}

// 创建节点
DLinkNode *CreatNode(LinkType value)
{
DLinkNode *node = (DLinkNode*)malloc(sizeof(DLinkNode));
if (node == NULL)
4000

{
// 开辟空间失败。
return;
}
node->data = value;
node->next = NULL;
node->prev = NULL;
return node;
}

// 尾插一个元素。
DLinkNode *DLinkNodePushBack(DLinkNode *head, LinkType value)
{
if (head == NULL)
{
// 非法输入。
return NULL;
}
DLinkNode *new_node = CreatNode(value);
DLinkNode *pre = head->prev;
pre->next = new_node;
new_node->prev = pre;

new_node->next = head;
head->prev = new_node;
return new_node;
}

// 尾删一个元素。
void DLinkNodePopBack(DLinkNode *head)
{
if (head == NULL)
{
// 非法输入。
return;
}
if (head->next == head)
{
// 空链表。
return;
}
DLinkNode *delete = head->prev;
DLinkNode *pre = delete->prev;
pre->next = head;
head->prev = pre;
free(delete);
}

// 头插入一个元素。
void DLinkNodePushFront(DLinkNode *head, LinkType value)
{
if (head == NULL)
{
return;
}
DLinkNode *new_node = CreatNode(value);
DLinkNode *next = head->next;
head->next = new_node;
new_node->prev = head;

next->prev = new_node;
new_node->next = next;
}

// 头删一个元素。
void DLinkNodePopFront(DLinkNode *head)
{
if (head == NULL)
{
// 非法输入。
return;
}
if (head->next == head)
{
// 链表为空。
return;
}
DLinkNode *delete = head->next;
DLinkNode *next = delete->next;
head->next = next;
next->prev = head;
free(delete);
}

// 查找指定元素。
DLinkNode* DLinkNodeFind(DLinkNode *head, LinkType find)
{
if (head == NULL || head->next == head)
{
// 链表为空或者非法输入。
return NULL;
}
DLinkNode *cur = head->next;
while (cur != head)
{
if (cur->data == find)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}

// 在指定位置之前插入一个元素。
void DLinkNodeInsertFront(DLinkNode *pos, LinkType value)
{
if (pos == NULL)
{
// 非法输入。
return;
}
DLinkNode *new_node = CreatNode(value);
DLinkNode *prev = pos->prev;
prev->next = new_node;
new_node->prev = prev;

new_node->next = pos;
pos->prev = new_node;
}

// 在指定元素之后插入一个元素。
void DLinkNodeInsertBack(DLinkNode *pos, LinkType value)
{
if (pos == NULL)
{
// 非法输入。
return;
}
DLinkNode *new_node = CreatNode(value);
DLinkNode *next = pos->next;
pos->next = new_node;
new_node->prev = pos;

new_node->next = next;
next->prev = new_node;
}

// 删除指定位置的节点。
void DLinkNodeErase(DLinkNode *head,DLinkNode *pos)
{
if (pos == NULL)
{
// 非法输入。
return;
}
DLinkNode *cur = head->next;
while (cur != head)
{
if (cur == pos)
{
DLinkNode *prev = pos->prev;
DLinkNode *next = pos->next;
prev->next = next;
next->prev = prev;
free(pos);
return;
}
cur = cur->next;
}
printf("pos位置有误\n");
return;
}

// 删除指定元素的第一个节点。
void DLinkNodeRemove(DLinkNode *head, LinkType value)
{
if (head == NULL)
{
// 非法输入。
return;
}
DLinkNode *cur = head->next;
while (cur != head)
{
if (cur->data == value)
{
DLinkNode *prev = cur->prev;
DLinkNode *next = cur->next;
prev->next = next;
next->prev = prev;
}
cur = cur->next;
}
}

// 删除指定元素的所有节点。
void DLinkNodeRemoveAll(DLinkNode *head, LinkType value)
{
if (head == NULL)
{
return;
}
DLinkNode *pos;// = DLinkNodeFind(head,value);
while (pos != NULL)
{
pos = DLinkNodeFind(head,value);
DLinkNodeErase(head,pos);
}
return;
}

// 求链表的长度
size_t DLinkNodeSize(DLinkNode *head)
{
if (head == NULL)
{
return (size_t)-1;
}
DLinkNode *cur = head->next;
size_t count = 0;
while (cur != head)
{
++count;
cur = cur->next;
}
return count;
}

// 判读链表是否为空。
int DLinkNodeEmpty(DLinkNode *head)
{
if (head == NULL)
{
return (size_t)-1;
}
if (head->next = head)
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}

///////////////////
//以下是测试代码
///////////////////

// 初始化。
void TestDLinkNodeInit()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
}

// 尾插。
void TestDLinkNodePushBack()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNodePrint(&head);
}

// 尾删。
void TestDLinkNodePopBack()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodePopBack(&head);
DLinkNodePopBack(&head);
DLinkNodePopBack(&head);
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodePopBack(&head);
DLinkNodePopBack(&head);
DLinkNodePrint(&head);
}

// 头插。
void TestDLinknodePushFront()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNodePushFront(&head,'a');
DLinkNodePushFront(&head,'b');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodePushFront(&head,'d');
DLinkNodePrint(&head);
}

// 头删。
void TestDLinkNodePopFront()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNodePushFront(&head,'a');
DLinkNodePushFront(&head,'b');
DLinkNodePushFront(&head,'d');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodePopFront(&head);
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodePopFront(&head);
DLinkNodePopFront(&head);
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodePopFront(&head);
DLinkNodePrint(&head);
}

// 按元素查找的位置。
void TestDLinkNodeFind()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNodePushFront(&head,'a');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushFront(&head,'c');
DLinkNodePushFront(&head,'d');
DLinkNodePushFront(&head,'e');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNode *ret = DLinkNodeFind(&head, 'b');
printf("except %p actual %p \n",pos, ret);
}

// 指定位置之前插入一个元素。
void TestDLinkNodeInsertFront()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNode *pos1 = DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNodePushBack(&head,'e');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeInsertFront(pos,'f');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeInsertFront(pos1,'g');
DLinkNodePrint(&head);
}

// 指定位置之后插入一个元素。
void TestDLinkNodeInsertBack()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNode *pos1 = DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'e');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeInsertBack(pos1,'f');
DLinkNodeInsertBack(pos,'g');
DLinkNodePrint(&head);
}

// 删除指定位置节点。
void TestDLinkNodeErase()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNode *pos1 = DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'e');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeErase(&head,pos1);
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeErase(&head,pos);
DLinkNodePrint(&head);
}

// 删除指定元素的第一个节点。
void TestDLinkNodeRemove()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNode *pos1 = DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'e');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeRemove(&head,'b');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeRemove(&head,'a');
DLinkNodePrint(&head);
}

// 删除指定元素的所有节点。
void TestDLinkNodeRemoveAll()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
DLinkNode *pos1 = DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeRemoveAll(&head,'a');
DLinkNodePrint(&head);
DLinkNodeRemoveAll(&head,'c');
DLinkNodePrint(&head);
}

// 判断链表是否为空，不为空求出链表的长度。
void TestDLinkNodeSize()
{
FUNCTIONNAME;
DLinkNode head;
DLinkNodeInit(&head);
int ret = DLinkNodeEmpty(&head);
DLinkNode *pos1 = DLinkNodePushBack(&head,'a');
DLinkNodePushBack(&head,'b');
DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePushBack(&head,'d');
DLinkNode *pos = DLinkNodePushBack(&head,'c');
DLinkNodePrint(&head);
size_t size = DLinkNodeSize(&head);
printf("except 1 actual %d\n",ret);
printf("except 5 actual %d\n",size);
}

int main()
{
TestDLinkNodeInit();
TestDLinkNodePushBack();
TestDLinkNodePopBack();
TestDLinknodePushFront();
TestDLinkNodePopFront();
TestDLinkNodeFind();
TestDLinkNodeInsertFront();
TestDLinkNodeInsertBack();
TestDLinkNodeErase();
TestDLinkNodeRemove();
TestDLinkNodeRemoveAll();
TestDLinkNodeSize();
return 0;
}如有问题请多多指教。