双向链表

#include<iostream>
#include<string>
#include<fstream>
#include<iomanip>
using namespace std;

#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status; //Status 是函数返回值类型，其值是函数结果状态代码。
typedef int ElemType; //ElemType 为可定义的数据类型，此设为int类型

struct Book {
    string id;//ISBN
    string name;//书名
    double price;//定价
};
typedef struct DuLNode {
    Book data; //数据域
    struct DuLNode *prior; //直接前驱
    struct DuLNode *next; //直接后继
} DuLNode, *DuLinkList;

string head_1, head_2, head_3;
int length;

Status InitDuList_L(DuLinkList &L) {
    //构造一个空的双向链表L
    L = new DuLNode; //生成新结点作为头结点，用头指针L指向头结点
    L->next = NULL; //头结点的指针域置空
    L->prior = NULL;
    return OK;
}

DuLNode *GetElemP_DuL(DuLinkList L, int i) {
    //在带头结点的双向链表L中查找第i个元素，返回结点的地址
    int j;
    DuLinkList p;
    p = L->next;
    j = 1; //初始化，p指向第一个结点，j为计数器
    while (j < i && p) { //顺链域向后扫描，直到p指向第i个元素或p为空
        p = p->next;
        ++j;
    }
    if (!p || j > i)
        return NULL; //第i个元素不存在
    return p;
} //GetElemP_DuL

Status ListInsert_DuL(DuLinkList &L, int i, Book e) { //算法2.13 双向链表的插入
    //在带头结点的双向链表L中第i个位置之前插入元素e，i的合法值为1<=i<=表长+1
    DuLinkList s, p;
    if (!(p = GetElemP_DuL(L, i))) //在L中确定第i个元素的位置指针p
        return ERROR; //p为NULL时，第i个元素不存在
    if (i == 1) {//在双向链表的第一个元素上插入
        s = new DuLNode; //生成新结点s
        s->data = e; //将结点s数据置为e
        DuLinkList p = L->next;
        L->next = s;
        s->prior = L;
        s->next = p;//将结点*s插入L中
        p->prior = s;
        ++length;
    } else if (i == length) {//在双向链表的最后一个元素上插入
        s = new DuLNode; //生成新结点s
        s->data = e; //将结点s数据置为e
        DuLinkList p = L;
        while (p->next)
            p = p->next;//将LinkList p指向双向链表结尾
        p->next = s;
        s->prior = p;//将结点*s插入到p的后面，插入到L中
        s->next = NULL;
        ++length;
    } else {
        s = new DuLNode; //生成新结点*s
        s->data = e; //将结点*s数据域置为e
        s->prior = p->prior; //将结点*s插入L中，此步对应图2.20① 
        p->prior->next = s; //对应图2.20②
        s->next = p; //对应图2.20③
        p->prior = s; //对应图2.20④
        ++length;
    }
    return OK;
} //ListInsert_DuL

Status ListDelete_DuL(DuLinkList &L, int i) { //算法2.14 双向链表的删除
    //删除带头结点的双向链表L中第i个位置之前插入元素e，i的合法值为1<=i<=表长
    DuLinkList p;
    if (!(p = GetElemP_DuL(L, i))) //在L中确定第i个元素的位置指针p
        return ERROR; //p为NULL时，第i个元素不存在
    if (i == 1)//删除双向链表的第一个元素
        L = L->next;
    else if (i == length) {//删除双向链表的最后一个元素
        p->prior->next = NULL;
        delete p;
        --length;
        return OK;
    } else {
        p->prior->next = p->next; //修改被删结点的前驱结点的后继指针，对应图2.21①
        p->next->prior = p->prior; //修改被删结点的后继结点的前驱指针，对应图2.21②
        delete p; //释放被删结点的空间 
        --length;
        return OK;
    }
}//ListDelete_DuL

void CreateDuList_L(DuLinkList &L) {
    //正位序输入n个元素的值，建立带表头结点的双向链表L，同时建立前驱指针
    DuLinkList r, p;
    L = new DuLNode;
    L->next = NULL; //先建立一个带头结点的空链表
    r = L;//尾指针r指向头结点
    length = 0;
    fstream file;
    file.open("book.txt");
    if (!file) {
        cout << " 未找到相关文件，无法打开！" << endl;
        exit(ERROR);
    }
    file >> head_1 >> head_2 >> head_3;
    while (!file.eof()) {
        p = new DuLNode; //生成新结点
        file >> p->data.id >> p->data.name >> p->data.price; //输入元素值
        p->next = NULL;
        r->next = p; //插入到表尾
        r = p; //r指向新的尾结点
        p->prior = L->prior; //插入到表头
        L->prior = p;
        length++;
    }
    file.close();
} //CreateDuList_L

int main() {
    int a, choose;
    Book e;
    DuLinkList L, p;
    cout << "1. 建立\n";
    cout << "2. 输入\n";
    cout << "3. 插入\n";
    cout << "4. 删除\n";
    cout << "5. 输出\n";
    cout << "0. 退出\n\n";

    choose = -1;
    while (choose != 0) {
        cout << " 请选择: ";
        cin >> choose;
        switch (choose) {
        case 1: //建立一个双向链表
            if (InitDuList_L(L))
                cout << " 成功建立双向链表!\n\n ";
            break;
        case 2: //使用后插法创建双向链表
            CreateDuList_L(L);
            cout << " 输入 book.txt 信息完毕\n\n ";
            break;
        case 3: //双向链表的插入
            cout << " 请输入两个数分别代表插入的位置和数值（书的信息：编号&书名&价格）: ";
            cin >> a;
            cin >> e.id >> e.name >> e.price;
            if (ListInsert_DuL(L, a, e))
                cout << " 插入成功.\n\n ";
            else
                cout << " 插入失败!\n\n ";
            break;
        case 4: //双向链表的删除
            cout << " 请输入所要删除的书籍的位置: ";
            cin >> a;
            if (ListDelete_DuL(L, a))
                cout << " 删除成功!\n\n ";
            else
                cout << " 删除失败!\n\n ";
            break;
        case 5: //双向链表的输出
            cout << " 当前图书系统信息读出:\n ";
            p = L->next;
            while (p) {
                cout << left << setw(15) << p->data.id << "\t" << left << setw(
                        50) << p->data.name << "\t" << left << setw(5)
                        << p->data.price << endl;
                p = p->next;
            }
            cout << endl;
            break;
        }
    }
    return 0;
}

双向链表相对于单向链表的区别在于 双向链表有直接前驱 和 直接后继 
例如 s->prior->next=s; s->next->prior=s->prior->next
单向链表中只有直接后继。 相对于单向链表，双向链表在增删改查方面更加的省时间。