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 = 0;
    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 > 0 && location <= linkedlist_length(list) + 1);

    // 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 = 0; i < location - 1; i++, pCurNode = pCurNode->next)
            ;

    } else {
        if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
            for (int i = 0; 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 > 0 && location < linkedlist_length(list) + 1);

    // move current pointer to the node will deleted
    if (dir == TRAVELDIR_FORWARD) {
        for (int i = 0; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->next)
            ;
    } else {
        if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
            for (int i = 0; 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 = 0;
    static LinkedListNode * pCurNode = NULL;

    // if list argument is NULL, continue to start locate
    if (list) {
        location = 1;
        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 -1;
}

 　　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 > 0 && location < linkedlist_length(list) + 1);

    // move pointer to the node wanna get
    if (dir == TRAVELDIR_FORWARD) {
        for (int i = 0; i < location; i++, pCurNode = pCurNode->next)
            ;
    } else {
        if (dir == TRAVELDIR_BACKWARD) {
            for (int i = 0; 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