双循环链表（C++）

在C++里，存在多种类型的表，其中有一种线性表，链表则是一种线性表，正如它的名字一样，链表的样子就像是用一条链子串起来的表（这里，我主要讲的是双循环链表）

而用来连接链子的每个环节的是指针，在最基本的单向不循环链表中，有一根单向指针next，这根指针的作用显而易见，就是串联上下两个节点。

说到串联节点，那么必不可少的自然是节点，节点又如何创建呢。首先，我们要创建一个节点类（class Node），在双循环链表中，想要实现双循环，那么就要求要有双向效果，也就是用来指向的指针应该要有两根，一根指向本节点的下一个节点（next），一根指向本节点的上一个节点(prior)，以此达到双向的效果

这里，我以一个记录学生信息的双循环链表作为例子

class Node
{
public:int ID;string name;Node * next;Node * prior;Node() :next(nullptr), prior(nullptr) {}Node(int ID, string name) :ID(ID), name(name), next(nullptr), prior(nullptr) {}Node(Node &n) :ID(n.ID), name(n.name), next(nullptr), prior(nullptr) {}void display(){cout << "ID:" << ID << endl << "Name:" << name << endl;}
};

在这个类里面，要有三种构造函数，无参构造主要是为了在链表类里面创建头结点使用，第一类有参构造是为了主函数内创建节点，而第二类构造则是拷贝构造，目的在于拷贝节点信息。

创建完节点，需要做的便是将节点串联起来。串联节点，首先需要有一个起点，这个起点就是一个标志性作用，在循环链表里面，头结点既是开头也是结尾，起到关键作用

所以，在创建链表的时候，首先应该先有一个Node型的头结点

Link::Link()
{   head = new Node();head->name = "头结点";head->next = head;head->prior = head;
}

在没有插入任何其他节点的时候，头结点既是头节点的上一节点也是头结点的下一节点，也就是所有指针全部指向自己。当然，这个头结点是private的，不可被外界访问到。有了头节点之后，我们可以开始对这个链表进行各种操作了。

class Link
{
private:Node * head;
public:Link();~Link();void traverse1();void traverse2();void insert(Node &n);void deleteByID(int id);void modifyByID(int id, string name);
};

这里，我只写了顺序遍历、倒序遍历、插入、按ID关键字删除、按关键字修改信息五个函数。首先，我们先讲插入，没有插入就没有其他节点的存在。双循环链表的插入比较复杂一点，最好可以用纸笔进行模拟，可以促进理解。

插入，有两种情况，第一种是在除了头结点外为空的链上插入，此时我们要做的是将头节点的next指向要插入的节点（下面称为本节点），将头结点的prior指向本节点，将本节点的prior指向头结点，将本节点的next指向头结点。这样就可以实现头结点与本节点之间的双向循环。至于第二种，就是在链表已经足够长的情况下插入节点，我们这里的插入只是单纯插在尾部，至于其他类型的插入，大致不会差多少，所以谨以此例子作为示范。要插在尾部，我们要先找到尾部在哪里，于是有了一根指针（tail），tail=head，当tail的下一个节点不是头结点的时候，我们就继续找下一个，一直到他指向头结点，此时tail所代表的节点必然就是最后一个节点，new 出一个新的实体，这个实体的所有信息与传入的节点的信息完全一致，也就是进行拷贝，然后使newNode得next指向头结点，将头结点的prior指向newNode，将newNode的prior指向tail（最后一个节点），将最后一个节点的next指向newNode，这样，newNode就成为新的最后一个节点，并且是支持双向循环的。

void Link::insert(Node &n)
{Node *tail = head;if (head->next == head){Node *newNode = new Node(n);head->next = newNode;head->prior = newNode;newNode->prior = head;newNode->next = head;}else{while (tail->next != head){tail = tail->next;}Node *newNode = new Node(n);newNode->next = head;head->prior = newNode;newNode->prior = tail;tail->next = newNode;}
}

然后我们讲遍历，两种遍历的方法基本一致，只是顺序不一样而已，我只讲一种顺序遍历。首先创建一根副指针p，p指向头节点的下一个节点，然后将其输出出来，然后使p=p->next，实现指向再下一个节点，以循环不断做，直到p指向的是头结点才结束，这样就能够全部打印一遍。

void Link::traverse1()
{Node *p = head->next;while (p != head){p->display();p = p->next;}cout << endl;
}

然后是删除，按关键字删除，那么首先要做的就是找到关键字所在地方，建造两根副指针，p,q；p指向头结点的下一个节点，q指向本节点，以p查看每个节点信息，q作为他后面的节点，方便q的修改，当找到关键字后，先修改q的next，使其变成p的next，然后删除p节点，这样p所在位置的节点就被删除了，然后还需要做的是将原来p的next的节点的prior指向q,所以我们让p指向该节点，然后使他的prior指向q.这样就完成删除。（查找过程依然采用遍历查找）

void Link::deleteByID(int id)
{Node *p = head->next;Node *q = head;while (p != head){if (p->ID == id){q->next = p->next;delete(p);p = q->next;p->prior = q;}else{p = p->next;q = q->next;}}
}

最后讲的是按关键字修改。当然了，按关键字修改最重要的依然是找到关键字，所以重复同样的方法，创建副指针，循环查找，当找到关键字的时候，将信息修改成传入的信息即可。

void Link::modifyByID(int id, string name)
{Node *p = head->next;Node *q = head->prior;while (p != head){if (p->ID == id){p->name = name;}p = p->next;q = q->prior;}
}

最后补充说一下，查找的过程中可能遍历了整个链都找不到关键字，此时应该要报错或者有其他处理方法，我这里写的都是认为一定可以找到的，所以没有进行处理，有需要的还是要做一下处理。

那么双循环链表就讲到这里，如果有不同意见或者见解，又或者觉得我有哪里写错了，欢迎私聊我，大家一起学习一起进步,谢谢啦（QQ:2245440426）

完整代码如下

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
/*######################################*/
/*            学生类双链表              */
/*######################################*/
class Node
{
public:int ID;string name;Node * next;Node * prior;Node() :next(nullptr), prior(nullptr) {}Node(int ID, string name) :ID(ID), name(name), next(nullptr), prior(nullptr) {}Node(Node &n) :ID(n.ID), name(n.name), next(nullptr), prior(nullptr) {}void display(){cout << "ID:" << ID << endl << "Name:" << name << endl;}
};
class Link
{
private:Node * head;
public:Link();~Link();void traverse1();void traverse2();void insert(Node &n);void deleteByID(int id);void modifyByID(int id, string name);
};
Link::Link()
{   head = new Node();head->name = "头结点";head->next = head;head->prior = head;
}
Link::~Link()
{while (head != nullptr){Node *p = head->next;delete(head);head = p;}
}
void Link::traverse1()
{Node *p = head->next;while (p != head){p->display();p = p->next;}cout << endl;
}
void Link::traverse2()
{Node *p = head->prior;while (p != head){p->display();p = p->prior;}cout << endl;
}
void Link::insert(Node &n)
{Node *tail = head;if (head->next == head){Node *newNode = new Node(n);head->next = newNode;head->prior = newNode;newNode->prior = head;newNode->next = head;}else{while (tail->next != head){tail = tail->next;}Node *newNode = new Node(n);newNode->next = head;head->prior = newNode;newNode->prior = tail;tail->next = newNode;}
}
void Link::deleteByID(int id)
{Node *p = head->next;Node *q = head;while (p != head){if (p->ID == id){q->next = p->next;delete(p);p = q->next;p->prior = q;}else{p = p->next;q = q->next;}}
}
void Link::modifyByID(int id, string name)
{Node *p = head->next;Node *q = head->prior;while (p != head){if (p->ID == id){p->name = name;}p = p->next;q = q->prior;}
}
int main()
{Link link;Node s1(1001, "张三");Node s2(1002, "李四");Node s3(2001, "王五");link.insert(s1);link.insert(s2);link.insert(s3);link.traverse1();link.traverse2();link.deleteByID(s2.ID);link.traverse1();link.traverse2();link.modifyByID(s3.ID, "赵六");link.traverse1();link.traverse2();return 0;
}

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