【面试官让我十分钟实现一个链表？一个双向带头循环链表甩给面试官】

我们在面试中面试官一般都会让我们现场写代码，如果你面试的时候面试官让你十分钟写一个链表，你是不是懵逼了？十分钟写一个链表，怎么可能？事实上是有可能的，十分钟写出的链表也能震惊面试官。

我们学习单链表其实是为了后面学习更高级的数据结构，因为单链表一般不会用来存储数据，只是用来作为更高级数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等。单链表看似简单，其实一点也不简单，在进行增删改查操作的时候需要注意很多问题。

在实际中，我们一般使用双向带头循环链表存储数据，因为在链表结构中，双向带头循环链表可以说是链表当中最优的结构了。双向带头循环链表，名字听起来很高大上，看起来很难的样子，其实不是的，它就是一个纸老虎，看起来难，其实它的实现很容易。

双向带头循环链表有一个数据域和两个指针域，第一个指针域指向直接后继，第二个指针域指向直接前驱。表中最后一个节点的第二个指针域指向头节点，头节点的第一个指针域指向最后一个节点，整个链表形成一个环。

双向带头循环链表的结构

typedef int DListDataType;
typedef struct DListNode
{
	DListDataType* data;
	struct DListNode* prev;
	struct DListNode* next;
}DListNode;

链表节点的创建

DListNode* BuyListNode(DListDataType x)
{
	DListNode* node = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	node->data = x;
	node->prev = NULL;
	node->next = NULL;
	return node;
}

链表的初始化

创建一个头节点，让头节点的两个指针域都分别指向自己。

DListNode* LTInit()
{
	DListNode* phead = BuyListNode(-1);//头节点的data可以为任意值
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	return phead;
}

链表的打印

void LTPrint(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

链表的尾插

void LTPushBack(DListNode* phead, DListDataType x)
{
	assert(phead);
	DListNode* newnode = BuyListNode(x);
	DListNode* tail = phead->prev;//保存尾节点（头节点的prev）

	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;

	newnode->prev = phead;
	phead->prev = newnode;
	
}

链表的尾删

void LTPopBack(DListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);  // 判断是否为空

	DListNode* tail = phead->prev;

	tail->prev->next = phead;
	phead->prev = tail;
	free(tail);
}

链表的头插

void LTPushFront(DListNode* phead, DListDataType x)
{
	assert(phead);
	DListNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	
}

链表的头删

void LTPopFront(DListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);  // 判断是否为空

	DListNode* pheadnext = phead->next;

	phead->next = pheadnext->next;
	pheadnext->next->prev = phead;
	free(pheadnext);
}

在链表中插入节点

// pos位置之前插入
void LTInsert(DListNode* pos, DListDataType x)
{
	assert(pos);
	DListNode* prevpos = pos->prev;
	DListNode* newnode = BuyListNode(x);
	// prev newnode pos
	prevpos->next = newnode;
	newnode->prev = prevpos;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

删除链表中的节点

// 删除pos位置
void LTErase(DListNode* pos)
{
	assert(pos);
	DListNode* prevpos = pos->prev;
	DListNode* nextpos = pos->next;

	free(pos);
	prevpos->next = nextpos;
	nextpos->prev = prevpos;

}

判断链表是否为空

bool LTEmpty(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	/*if (phead->next == phead)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}*/

	return phead->next == phead;
}

计算链表的节点

size_t LTSize(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	size_t size = 0;
	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		++size;
		cur = cur->next;
	}

	return size;
}

销毁链表

void LTDestroy(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		DListNode* next = cur->next;
		free(cur);

		cur = next;
	}
	free(phead);
}

以上就是带头双向链表的基本操作，如果想在十分钟之内写出这个链表，只需要在头插，尾插复用

LTInsert（），头删，尾删复用 LTErase（），这样你只需要写出LTInsert（）和 LTErase（）就等于将头插，尾插、头删，尾删写出来了。

完整代码：

DList.h 接口函数

#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

typedef int DListDataType;
typedef struct DListNode
{
	DListDataType* data;
	struct DListNode* prev;
	struct DListNode* next;
}DListNode;

DListNode* BuyListNode(DListDataType x);
void LTPrint(DListNode* phead);
DListNode* LTInit();
void LTPushBack(DListNode* phead, DListDataType x);
void LTPopBack(DListNode* phead);

void LTPushFront(DListNode* phead, DListDataType x);
void LTPopFront(DListNode* phead);
DListNode* LTFind(DListNode* phead, DListDataType x);

// pos位置之前插入
void LTInsert(DListNode* pos, DListDataType x);
// pos位置之后插入
void LTErase(DListNode* pos);

bool LTEmpty(DListNode* phead);
size_t LTSize(DListNode* phead);
void LTDestroy(DListNode* phead);

DList.c 函数的实现

#include "DList.h"

DListNode* BuyListNode(DListDataType x)
{
	DListNode* node = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	node->data = x;
	node->prev = NULL;
	node->next = NULL;
	return node;
}
DListNode* LTInit()
{
	DListNode* phead = BuyListNode(-1);//头节点的data可以为任意值
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	return phead;
}
void LTPrint(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}
void LTPushBack(DListNode* phead, DListDataType x)
{
	assert(phead);
	//DListNode* newnode = BuyListNode(x);
	//DListNode* tail = phead->prev;//保存尾节点（头节点的prev）

	//tail->next = newnode;
	//newnode->prev = tail;

	//newnode->prev = phead;
	//phead->prev = newnode;

	LTInsert(phead, x);
	
}
void LTPopBack(DListNode* phead)
{
	assert(phead);
	//assert(phead->next != phead);  // 判断是否为空

	//DListNode* tail = phead->prev;

	//tail->prev->next = phead;
	//phead->prev = tail;
	//free(tail);

	LTErase(phead->prev);
}

void LTPushFront(DListNode* phead, DListDataType x)
{
	assert(phead);
	/*DListNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = phead->next;
	phead->next->prev = newnode;

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;*/
	
	LTInsert(phead->next, x);

}
void LTPopFront(DListNode* phead)
{
	assert(phead);
	//assert(phead->next != phead);  // 判断是否为空

	//DListNode* pheadnext = phead->next;

	//phead->next = pheadnext->next;
	//pheadnext->next->prev = phead;
	//free(pheadnext);
	LTErase(phead->next);
}
DListNode* LTFind(DListNode* phead, DListDataType x)
{
	assert(phead);
	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

// pos位置之前插入
void LTInsert(DListNode* pos, DListDataType x)
{
	assert(pos);
	DListNode* prevpos = pos->prev;
	DListNode* newnode = BuyListNode(x);
	// prev newnode pos
	prevpos->next = newnode;
	newnode->prev = prevpos;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}
// 删除pos位置
void LTErase(DListNode* pos)
{
	assert(pos);
	DListNode* prevpos = pos->prev;
	DListNode* nextpos = pos->next;

	free(pos);
	prevpos->next = nextpos;
	nextpos->prev = prevpos;

}

bool LTEmpty(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	/*if (phead->next == phead)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}*/

	return phead->next == phead;
}
size_t LTSize(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	size_t size = 0;
	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		++size;
		cur = cur->next;
	}

	return size;
}
void LTDestroy(DListNode* phead)
{
	assert(phead);

	DListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		DListNode* next = cur->next;
		free(cur);

		cur = next;
	}
	free(phead);
}

Test.c 测试函数

#include "DList.h"

void TestList1()
{
	DListNode* phead = LTInit();
	LTPushBack(phead, 1);
	LTPushBack(phead, 2);
	LTPushBack(phead, 3);
	LTPushBack(phead, 4);
	LTPushBack(phead, 5);
	LTPrint(phead);

	LTPopBack(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopBack(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopBack(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopBack(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopBack(phead);
	LTPrint(phead);

	//LTPopBack(phead);
}

void TestList2()
{
	DListNode* phead = LTInit();
	LTPushFront(phead, 1);
	LTPushFront(phead, 2);
	LTPushFront(phead, 3);
	LTPushFront(phead, 4);
	LTPushFront(phead, 5);
	LTPrint(phead);

	LTPopFront(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopFront(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopFront(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopFront(phead);
	LTPrint(phead);
	LTPopFront(phead);
	LTPrint(phead);
}

void TestList3()
{
	DListNode* phead = LTInit();
	LTPushFront(phead, 1);
	LTPushFront(phead, 2);
	LTPushFront(phead, 3);
	LTPushFront(phead, 4);
	LTPushFront(phead, 5);
	LTPrint(phead);

	DListNode* pos = LTFind(phead, 3);
	LTPrint(phead);

	LTDestroy(phead);
	phead = NULL;
}

int main()
{
	
	TestList1();
	//TestList2();
	//TestList3();
	return 0;
}