双向循环链表是在双向链表的基础上发展的，双向链表的最后一个节点指向起始节点，起始节点的上一个节点指向最后一个节点，就得到双向循环链表。

双向循环链表比双向链表具有更多的优势，节点的增加和删除有很多优化的地方，从起点开始不必循环完整个链表就可以增加或删除节点。

首先定义双向链表的基本类和节点的基本类：

image

class Node:

def __init__(self, item):

self.item = item # 该节点值

self.next = None # 连接一下一个节点

self.prev = None # 上一个节点值

class DoubleCircularLinkedList:

"""双向循环列表类"""

def __init__(self):

self._head = None

下面我们添加基本属性方法的逻辑，注意判断是否为最后一个节点的方式是：最后一个节点的下一个节点是否指向头部指向的节点。

class Node:

def __init__(self, item):

self.item = item # 该节点值

self.next = None # 连接一下一个节点

self.prev = None # 上一个节点值

class DoubleCircularLinkedList:

"""双向循环列表类"""

def __init__(self):

self._head = None

@property

def is_empty(self):

"""

判断链表是否为空

:return:

"""

return not self._head

@property

def length(self):

"""

链表长度

:return:

"""

if self.is_empty:

return 0

else:

cur = self._head.next

n = 1

while cur != self._head:

cur = cur.next

n += 1

return n

@property

def ergodic(self):

"""

遍历链表

:return:

"""

if self.is_empty:

raise ValueError("ERROR NULL")

else:

cur = self._head.next

print(self._head.item)

while cur != self._head:

print(cur.item)

cur = cur.next

链表类的操作有几个核心的地方，第一个是判断是否为最后一个节点，通过链表的相关特性，如单向链表最后一个节点的next属性为None、单向循环链表的最后一个节点的next属性等于头部节点；第二个是使用游标来替代节点指向，这个在操作节点的时候需要有时还需要两个游标，但是对于双向节点而言只需要一个游标，通过当前节点的属性可以找到上下节点。

继续给对象添加方法：头部插入节点、尾部添加节点、任意位置插入节点。

class Node:

def __init__(self, item):

self.item = item # 该节点值

self.next = None # 连接一下一个节点

self.prev = None # 上一个节点值

class DoubleCircularLinkedList:

"""双向循环列表类"""

def __init__(self):

self._head = None

@property

def is_empty(self):

"""

判断链表是否为空

:return:

"""

return not self._head

@property

def length(self):

"""

链表长度

:return:

"""

if self.is_empty:

return 0

else:

cur = self._head.next

n = 1

while cur != self._head:

cur = cur.next

n += 1

return n

@property

def ergodic(self):

"""

遍历链表

:return:

"""

if self.is_empty:

raise ValueError("ERROR NULL")

else:

cur = self._head.next

print(self._head.item)

while cur != self._head:

print(cur.item)

cur = cur.next

def add(self, item):

"""

头部添加节点

:return:

"""

node = Node(item)

if self.is_empty:

node.next = node

node.prev = node

self._head = node

else:

node.next = self._head

node.prev = self._head.prev

self._head.prev.next = node

self._head.prev = node

self._head = node

def append(self, item):

"""

尾部添加节点

:param item:

:return:

"""

if self.is_empty:

self.add(item)

else:

node = Node(item)

cur = self._head.next

while cur.next != self._head:

cur = cur.next

cur.next = node

node.prev = cur

node.next = self._head

self._head.prev = node

def insert(self, index, item):

"""

任意位置插入节点

:param item:

:return:

"""

if index == 0:

self.add(item)

elif index+1 >= self.length:

self.append(item)

else:

cur = self._head.next

n = 1

while cur.next != self._head:

if n == index:

break

cur = cur.next

n += 1

node = Node(item)

node.prev = cur.prev

cur.prev.next = node

node.next = cur

cur.prev = node

接着实现判断节点是否存在以及删除指定节点。

class Node:

def __init__(self, item):

self.item = item # 该节点值

self.next = None # 连接一下一个节点

self.prev = None # 上一个节点值

class DoubleCircularLinkedList:

"""双向循环列表类"""

def __init__(self):

self._head = None

@property

def is_empty(self):

"""

判断链表是否为空

:return:

"""

return not self._head

@property

def length(self):

"""

链表长度

:return:

"""

if self.is_empty:

return 0

else:

cur = self._head.next

n = 1

while cur != self._head:

cur = cur.next

n += 1

return n

@property

def ergodic(self):

"""

遍历链表

:return:

"""

if self.is_empty:

raise ValueError("ERROR NULL")

else:

cur = self._head.next

print(self._head.item)

while cur != self._head:

print(cur.item)

cur = cur.next

def add(self, item):

"""

头部添加节点

:return:

"""

node = Node(item)

if self.is_empty:

node.next = node

node.prev = node

self._head = node

else:

node.next = self._head

node.prev = self._head.prev

self._head.prev.next = node

self._head.prev = node

self._head = node

def append(self, item):

"""

尾部添加节点

:param item:

:return:

"""

if self.is_empty:

self.add(item)

else:

node = Node(item)

cur = self._head.next

while cur.next != self._head:

cur = cur.next

cur.next = node

node.prev = cur

node.next = self._head

self._head.prev = node

def insert(self, index, item):

"""

任意位置插入节点

:param item:

:return:

"""

if index == 0:

self.add(item)

elif index+1 >= self.length:

self.append(item)

else:

cur = self._head.next

n = 1

while cur.next != self._head:

if n == index:

break

cur = cur.next

n += 1

node = Node(item)

node.prev = cur.prev

cur.prev.next = node

node.next = cur

cur.prev = node

def search(self, item):

"""

查找节点是否存在

:return:

"""

if self.is_empty:

return False

else:

cur = self._head.next

if self._head.item == item:

return True

else:

while cur != self._head:

if cur.item == item:

return True

else:

cur = cur.next

return False

def delete(self, item):

"""

删除指定值的节点

:param item:

:return:

"""

if self.is_empty:

raise ValueError("ERROR NULL")

else:

if self._head.item == item:

if self.length == 1:

self._head = Node

else:

self._head.prev.next = self._head.next

self._head.next.prev = self._head.prev

self._head = self._head.next

cur = self._head.next

while cur != self._head:

if cur.item == item:

cur.prev.next = cur.next

cur.next.prev = cur.prev

cur = cur.next

只以基本的思路实现基本的方法，对于双向循环链表而言还有很多可以优化的地方，正向遍历和逆向遍历获得结果的时间是不一样的。

image