双向循环链表（C语言描述）（二）

　　链表的基本操作基于对链表的遍历；计算链表的长度就是对链表进行一次遍历：

 int linkedlist_length(const LinkedList list) {
 　　assert(list);
     int length = ;
     LinkedListNode * pCurNode = list->next;

     while (pCurNode != list) {
         length++;
         pCurNode = pCurNode->next;
     }

     return length;
 }

　　双向链表有两个遍历方向，通过定义一个枚举类型，在遍历时指定遍历方向，在链表过长时可以节省遍历时间：

 typedef enum {
     TRAVELDIR_FORWARD, TRAVELDIR_BACKWARD
 } LinkedListTravelDir;

　　向链表中插入元素时，首先申请新节点的内存空间，使工作指针（pCurNode）指向新节点插入位置的前一个节点，使新节点的前驱指针指向这个节点，后继指针指向这个节点的下一个节点（如下左图）；然后使插入位置前一个节点的后继指针指向新节点，使插入位置后一个节点的前驱指针指向新节点（如下右图），完成新节点的插入。

链表的头和尾不需要做特殊处理，函数linkedlist_insert()函数实现如下：

 void linkedlist_insert(LinkedList list, LinkedListTravelDir dir, int location,
         const LinkedListData data) {
     LinkedListNode * pCurNode = list;
     assert(location >  && location <= linkedlist_length(list) + );

     // alloc new node
     LinkedListNode * pNode = malloc(sizeof(LinkedListNode));
     assert(pNode);
     memcpy(&(pNode->data), &data, sizeof(LinkedListData));

     // move current pointer to prior node
     if (dir == TRAVELDIR_FORWARD) {
         for (int i = ; i < location - ; i++, pCurNode = pCurNode->next)
             ;

     } else {
         if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
             for (int i = ; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->prior)
                 ;
         }
     }

     // insert new node
     pNode->next = pCurNode->next;
     pNode->prior = pCurNode;
     pCurNode->next = pNode;
     pNode->next->prior = pNode;
 }

因为节点数据是自定义数据类型，因此复制节点数据时使用memcpy()函数。

　　从链表中删除元素时，首先使工作指针（pCurNode）指向要删除的节点（如下左图），使它前一个节点的后继指针指向它的后一个节点，使它后一个节点的前驱指针指向它的前一个节点（如下右图），释放它的内存空间，完成节点的删除。

链表的头和尾同样不需要做特殊处理，函数linkedlist_delete()实现如下：

 void linkedlist_delete(LinkedList list, LinkedListTravelDir dir, int location) {
     LinkedListNode * pCurNode = list;
     assert(location >  && location < linkedlist_length(list) + );

     // move current pointer to the node will deleted
     if (dir == TRAVELDIR_FORWARD) {
         for (int i = ; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->next)
             ;
     } else {
         if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
             for (int i = ; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->prior)
                 ;
         }
     }

     // delete current node
     pCurNode->prior->next = pCurNode->next;
     pCurNode->next->prior = pCurNode->prior;
     free(pCurNode);
 }

　　查找链表元素同样是对链表进行遍历，需要一个变量（location）用于记录遍历经过的节点数量；因为链表节点的数据域是自定义数据类型，函数linkedlist_locate()的第4个参数接收一个函数指针，它应该指向用于比较两个链表节点数据的函数，当两个链表节点数据相等时，这个函数应该返回0。由于链表中可能存在多个相同的元素，因此用于记录遍历经过节点数量的变量（location）和工作指针（pCurNode）是静态变量，当list参数传入值为空时，查找从上一个找到的位置开始；元素未找到，则返回-1：

 int linkedlist_locate(const LinkedList list, LinkedListTravelDir dir,
         const LinkedListData data, int (*fpCompare)(const void *, const void *)) {
     static int location = ;
     static LinkedListNode * pCurNode = NULL;

     // if list argument is NULL, continue to start locate
     if (list) {
         location = ;
         pCurNode = list->next;
     }
     assert(location && pCurNode);

     // locate data
     while (pCurNode != list) {
         if (!fpCompare(&(pCurNode->data), &data)) {
             return location;
         }
         location++;
         if (dir == TRAVELDIR_FORWARD) {
             pCurNode = pCurNode->next;
         } else {
             if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
                 pCurNode = pCurNode->prior;
             }
         }
     }

     return -;
 }

　　获取元素的函数linkedlist_get()实现比较简单，它返回指向相应位置节点数据的指针，调用者可以通过这个指针修改数据而不会直接修改到节点的指针域：

 LinkedListData * linkedlist_get(LinkedList list, LinkedListTravelDir dir,
         int location) {
     LinkedListNode * pCurNode = list;
     assert(location >  && location < linkedlist_length(list) + );

     // move pointer to the node wanna get
     if (dir == TRAVELDIR_FORWARD) {
         for (int i = ; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->next)
             ;
     } else {
         if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
             for (int i = ; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->prior)
                 ;
         }
     }

     return &(pCurNode->data);
 }

*本例中的图截取自Data Display Debugger，在Ubuntu Linux下可以使用apt-get命令安装它：

 sudo apt-get install ddd