| 不同点 | 顺序表 | 双向带头循环链表 |
| 在内存中的存储方式 | 连续存储 | 不一定连续 |
| 随机访问 | 支持随机访问 | 不支持随访问 |
| 任意元素插入或删除 | 尾插O(1)，其他O(N)，可能需要挪动元素 | 通过修改指针指向即可 |
| 应用场景 | 元素高效存储、频繁访问 | 任意位置插入删除频繁 |
| 三级缓存命中率 | 高 | 低 |
寄存器的速度远快于主存，所以需要三级缓存先将数据取出，寄存器读取时将相邻地址的数据进行读取，所以顺序表内存地址连续的特点使其三级缓存命中率高。
双向带头循环链表虽然在链表中结构最复杂，但是解决了单链表找前一个节点需要遍历、要判断头结点是否为空的缺点。
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ListDataType;
typedef struct ListNode
{
struct ListNode* next;
struct ListNode* prev;
ListDataType data;
}ListNode;
ListNode* ListInit();//初始化
void ListDestroy(ListNode* phead);//销毁
void PrintList(ListNode* phead);//打印
bool ListEmpty(ListNode* phead);//判断链表是否为空（只有头节点）
void ListPushBack(ListNode* phead, ListDataType x);//尾插
void ListPopback(ListNode* phead);//尾删
void ListPushFront(ListNode* phead, ListDataType x);//头插
size_t ListSize(ListNode* phead);//有效节点个数
ListNode* ListFind(ListNode* phead, ListDataType x);//查找（可用于修改）
void ListInsert(ListNode* pos, ListDataType x);//pos位置插入
void ListErase(ListNode* pos);//删除pos位置结构体内包含指向下一个节点的指针next、指向上一个节点的指针prev和本节点存储的数据data
ListNode* ListInit()//初始化，返回带哨兵位的头结点
{
ListNode* guard = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
if (guard == NULL)
{
perror("ListInit fail:\n");
exit(-1);
}
guard->next = guard;
guard->prev = guard;
return guard;
}
malloc一个哨兵位的头结点，并将其next和prev指针置空。
void ListDestroy(ListNode* phead)//销毁，传一级指针调用方需要在外部将头结点指针置空
{
assert(phead);
ListNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)//释放非头结点
{
ListNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
free(phead);//再释放头结点
}
为了保持接口的一致性，形参用一级指针，所以需要调用者在外部对头指针置空。
先释放非头结点，再释放头结点。
void PrintList(ListNode* phead)//打印
{
assert(phead);
ListNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)
{
printf("%d<=>", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("\n");
}
从头结点的next开始，遍历打印
ListNode* BuyNode(ListDataType x)//动态开辟一个节点
{
ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("BuyNode:\n");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->prev = NULL;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
将值放入这个节点，并将两个指针置空
bool ListEmpty(ListNode* phead)//判断链表是否只有头节点
{
assert(phead);
return phead->next == phead;
}
只有哨兵位这一个头结点即为空
void ListPushBack(ListNode* phead, ListDataType x)//尾插
{
assert(phead);
ListNode* tail = phead->prev;
ListNode* newnode = BuyNode(x);
newnode->next = phead;
newnode->prev = tail;
tail->next = newnode;
phead->prev = newnode;
}
void ListPopback(ListNode* phead)//尾删
{
assert(phead);
assert(!ListEmpty(phead));
ListNode* tail = phead->prev;
ListNode* prev = tail->prev;
free(tail);
prev->next = phead;
phead->prev = prev;
}注意尾删前需要判空
void ListPushFront(ListNode* phead, ListDataType x)//头插
{
assert(phead);
ListNode* cur = phead->next;
ListNode* newnode = BuyNode(x);
newnode->next = cur;
newnode->prev = phead;
cur->prev = newnode;
phead->next = newnode;
}
void ListPopFront(ListNode* phead)//头删
{
assert(phead);
assert(!ListEmpty(phead));
ListNode* cur = phead->next;
ListNode* next = cur->next;
free(cur);
phead->next = next;
next->prev = phead;
}注意头删前需要判空
size_t ListSize(ListNode* phead)//有效节点个数
{
assert(phead);
ListNode* cur = phead->next;
size_t count = 0;
while (cur != phead)
{
cur = cur->next;
++count;
}
return count;
}
循环计数即可，哨兵位不算
ListNode* ListFind(ListNode* phead, ListDataType x)//查找（可用于修改）
{
assert(phead);
ListNode* cur = phead->next;
while (cur!=phead)
{
if (cur->data == x)
return cur;
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
void ListInsert(ListNode* pos, ListDataType x)//pos位置之前插入
{
assert(pos);
ListNode* newnode = BuyNode(x);
ListNode* prev = pos->prev;
prev->next = newnode;
newnode->prev = prev;
newnode->next = pos;
pos->prev = newnode;
}
void ListErase(ListNode* pos)//删除pos位置
{
assert(pos);
ListNode* prev = pos->prev;
ListNode* next = pos->next;
free(pos);
prev->next = next;
next->prev = prev;
}查找：遍历链表，返回第一个data==x的节点指针，查找通常配合下面两个接口使用
任意位置插入、删除：使用pos位置进行插入删除操作。
头插、头删、尾插、尾删接口可以复用上面三个接口
