【C++】 雙向鏈表.cpp

雙向鏈表也叫雙鏈表，是鏈表的一種，它的每個數據結點中都有兩個指針，分別指向直接後繼和直接前驅。所以，從雙向鏈表中的任意一個結點開始，都可以很方便地訪問它的前驅結點和後繼結點。

一般我們都構造雙向循環鏈表，因爲雙向鏈表解決了單向鏈表的不足和問題，而單鏈表因爲出現的問題多，所以在面試中經常會考到單鏈表的問題。

在這裏，我用  .cpp對雙向鏈表的基本操作進行實現。

具體代碼如下：

  List.h文件：

#pragma once
 
typedef int DataType;
 
struct ListNode  //全部用作公有的就定義爲struct,用作私有就定義class
{                 //當然用class,寫在public中也可以
    DataType _data;
    ListNode* _next; //前驅指針
    ListNode* _prev; //後繼指針
 
    ListNode(DataType x) //構造函數
        :_data(x)
        ,_next(NULL)
        ,_prev(NULL)
    {}
 
};
 
class List
{
public:
    List()
        :_head(NULL)
        ,_tail(NULL)
    {}
 
    ~List()
    {
        Clear();
    }
 
public:
    void PushBack(DataType x)
    {
        if(_head == NULL)
        {
            _head = _tail = new ListNode(x);//調用構造函數
        }
        else
        {
            ListNode* tmp = new ListNode(x);
            _tail->_next = tmp;
            tmp->_prev = _tail;
 
            _tail = tmp;
 
        }
    }
 
    void PopBack()
    {
        //沒有節點
        //一個節點
        //一個以上節點
        if(_head == NULL)
        {
            return;
        }
        else if(_head == _tail)
        {
            delete _head;
            _head = _tail = NULL;
        }
        else
        {
            ListNode* cur = _tail->_prev;
            delete _tail;
            _tail = cur;
            cur->_next = NULL;
        }
    }
 
    void PushFront(DataType x)
    {
        if(_head == NULL)
        {
            _head = _tail = new ListNode(x);
        }
        else
        {
            ListNode* tmp = new ListNode(x);
            tmp->_next = _head;
            _head = tmp;
        }
    }
 
    void PopFront()
    {
        if(_head == NULL)//空
        {
            return;
        }
        else if(_head == _tail)//一個節點
        {
            delete _head;
            _head = _tail = NULL;
        }
        else        //一個以上節點
        {
            ListNode* del = _head;
            _head = _head->_next;
            _head->_prev = NULL;
            delete del;
        }
    }
 
    void Insert(ListNode* pos,DataType x)
    {
        assert(pos);
 
        if(pos == _tail)
        {
            PushBack(x);
        }
        else
        {
            /*
            ListNode* tmp = new ListNode(x);
            tmp->_next = pos->_next;
            pos->_next->_prev = tmp;  //使用這種兩個指針的方式雖然可以達到目的，但是容易出現問題                                      
            pos->_next = tmp;         //首先得考慮pos是否爲空，其次若pos->_next爲空，再想找到它的prev就會出錯
            tmp->_prev = pos;
            */
 
            ListNode* tmp = new ListNode(x);//這樣定義兩個指針保存前後的節點，就不容易出錯
            ListNode* next = pos->_next;
            tmp->_next = next;
            next->_prev = tmp;
            pos->_next = tmp;
            tmp->_prev = pos;
 
        }
    }
 
    ListNode* Find(DataType x)
    {
        if(_head == NULL)
        {
            return NULL;//找不到返回空
        }
        else
        {
            ListNode* cur = _head;
            while(cur)
            {
                if(cur->_data == x)
                {
                    return cur;
                }
                cur = cur->_next;
            }
        }
 
    }
 
    void Erase(ListNode* pos)
    {
        assert(_head);
        assert(pos);
 
        if(pos == _head)//刪除頭節點
        {
            PopFront();

            /*
            ListNode* del = _head;
            _head = _head->_next;
            _head->_prev = NULL;
            delete del;
            */
        }
        else if(pos == _tail)//刪除尾節點
        {
            PopBack();
        }
        else // 刪除非頭尾節點
        {
            /*
            ListNode* cur = pos->_prev;
            cur->_next = pos->_next;
            pos->_next->_prev = cur;
            delete pos;
            */
            
            ListNode* prev = pos->_prev;
            ListNode* next = pos->_next;
            prev->_next = next;
            next->_prev = prev;
            delete pos;
 
 
        }
    }
 
    void PrintList()//在此用不上前驅節點prev
    {
        ListNode* cur = _head;
        while(cur)
        {
            cout<<cur->_data<<"->";
            cur = cur->_next;
        }
        cout<<"NULL"<<endl;
    }
 
    void Clear()
    {
        ListNode* cur = _head;
        while(cur)
        {
            ListNode* del = cur;
            cur = cur->_next;
            delete del;
        }
    }
     
    //翻轉雙向鏈表
    void reverse()
    {
        /*  ①.交換值
        ListNode* begin = _head;
        ListNode* end = _tail;
 
        while(begin != end && begin->_prev != end)//當兩個指針相遇或者已經偏離停止
        {
            swap(begin->_data , end->_data);
            begin = begin->_next;
            end = end ->_prev;
        }
        */
 
        //②.交換指針
        ListNode* cur = _head;
         
        while(cur)
        {
            swap(cur->_prev , cur->_next);//把每個節點的前後指針交換
            cur = cur->_prev;
        }
        swap(_head,_tail);
    }
 
private:
    ListNode* _head;
    ListNode* _tail;
 
};
 
void Test()
{
    List l;
    l.PushBack(1);
    l.PushBack(2);
    l.PushBack(3);
    l.PushBack(4);
    l.PushBack(5);
    l.PrintList();
 
    l.PopBack();
    l.PrintList();
     
    l.PushFront(0);
    l.PrintList();
 
    l.PopFront();
    l.PrintList();
 
    l.Insert(l.Find(1),0);
    l.PrintList();
 
    l.Erase(l.Find(1));
    l.PrintList();
 
    l.reverse();
    l.PrintList();
}

List.cpp 文件：(測試)

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

#include "DoubleSList.h"  //雙向鏈表

int main()
{
    Test();
    return 0;
}

我們發現，當遇到問題時不能直接上手去寫，爲什麼？因爲我們寫的是代碼，而不是bug，正確的程序是需要嚴謹的邏輯爲前提，所以在寫代碼之前需要謹慎的思考各種臨界的情況和異常，這是非常之重要的！