双向链表（c++实现）

  单向链表的缺点：逆序访问单向链表中的数据元素，效率低下。
  若从头节点开始依次访问单向链表的元素，可使用m_current游标，但是逆序访问，只能通过下面代码实现访问：

int main(void)
{
    LinkList<int> ll;

    for (int i = 0; i < 6; ++i) //O(n)
    {
        ll.insert(0, i);
    }

    for (int i = ll.length() - 1; i >= 0; --i)  //O(n^2)
    {
        cout << ll.get(i) << nedl;
    }

    return 0;
}

  这种方式，遍历操作的时间复杂度是插入操作的平方，要做代码优化，那就和单向链表的正序访问一样，逆序访问就需要一个可以逆序移动的迭代器，即构成一个双向链表：在单向链表的每一个节点增加一个指针域，用于指向当前节点的前节点的位置。
  在软件设计上，因为双向链表的节点类型已经和单向链表不同，所以双向链表不能继承自单向链表，只可以继承自抽象类List。（List原型见单向链表（c++实现） ）

#ifndef __DUALLINKLIST_H__
#define __DUALLINKLIST_H__

#include "LinkList.h"
#include <stdexcept>

template<typename T>
class DualLinkList : public List<T>
{
protected:
    struct Node_t   //节点的类型
    {
        T value;
        Node_t *next;
        Node_t *pre;
    };

    mutable struct {    //头节点变量，内存布局和Node_t一致
        char reserved[sizeof(T)];
        Node_t *next;
        Node_t *pre;
    }m_header;

    int m_length;
    int m_step;         //next()或pre()每次移动的步长
    Node_t* m_current;  //游标，方便遍历

    Node_t* _position(int i) const  //定位目标位置
    {
        Node_t *ret = reinterpret_cast<Node_t*>(&m_header);
        for (int p = 0; p < i; ++p)
        {
            ret = ret->next;
        }

        return ret;
    }

    //动态分配节点，定义为虚函数，方便派生类继承自本类时修改分配方式，如静态分配内存实现内存池
    virtual Node_t* CreateNode()
    {
        return new Node_t();
    }

    virtual void DestroyNode(Node_t *p)
    {
        delete p;
    }

public:
    DualLinkList()
    {
        m_header.next = NULL;
        m_header.pre = NULL;
        m_length = 0;
        m_step = 1;
        m_current = NULL;
    }

    bool insert(int i, const T& e)
    {
        bool ret = ((i >= 0) && (i <= m_length));
        if (ret)
        {
            Node_t *node = CreateNode();

            if (node)
            {
                //确定目标地址
                Node_t* current = _position(i);
                Node_t* next = current->next;

                node->value = e;
                node->next = next;
                current->next = node;

                //插入的位置不是首节点
                if (current != reinterpret_cast<Node_t*>(&m_header))
                    node->pre = current;
                else
                    node->pre = NULL;

                //插入的位置不是末节点
                if (next != NULL)
                    next->pre = node;

                ++m_length;
            }
        }
        else
        {
            throw(std::out_of_range("LinkList::insert(): i of randge"));
        }

        return ret;
    }

    bool insert(const T& e)
    {
        return insert(m_length, e);
    }

    bool remove(int i)
    {
        bool ret = ((0 <= i) && (i < m_length));
        if (ret)
        {
            //确定目标位置
            Node_t* current = _position(i);
            Node_t* toDel = current->next;
            Node_t* next = toDel->next;

            //若删除的位置正是游标m_current所指向，需要将m_current移动到有效位置
            if (m_current == toDel)
            {
                m_current = next;
            }

            current->next = next;
            if (next != NULL)   //删除的不是末节点
            {
                next->pre = toDel->pre;
            }
            --m_length;
            DestroyNode(toDel);
        }

        return ret;
    }

    bool set(int i, const T& e)
    {
        bool ret = ((0 <= i) && (i < m_length));
        if (ret)
        {
            _position(i)->next->value = e;
        }

        return ret;
    }

    bool get(int i, T& e) const
    {
        bool ret = ((0 <= i) && (i < m_length));
        if (ret)
        {
            e = _position(i)->next->value;
        }

        return ret;
    }

    //这是LinkList<T>没有的函数，定义为虚函数方便派生类基层发生多态
    virtual T get(int i) const
    {
        T ret;
        if (i, ret)
            return ret;
        else
            throw(std::out_of_range("LinkList::insert(): i of randge"));
    }

    int find(const T& e) const
    {
        int ret = -1;
        int i = 0;
        Node_t* node = m_header.next;

        while (node)
        {
            if (node->value == e)
            {
                ret = i;
                break;
            }
            else
            {
                node = node->next;
                ++i;
            }
        }

        return ret;
    }

    int length() const
    {
        return m_length;
    }

    void clear()
    {
        while (m_length > 0)
            remove(0);
    }

    virtual bool move(int i, int step = 1) //设置游标的位置
    {
        bool ret = ((0 <= i) && (i < m_length) && (step > 0));
        if (ret)
        {
            m_current = _position(i)->next;
            m_step = step;
        }

        return ret;
    }

    virtual bool end()
    {
        return m_current == NULL;
    }

    virtual T current()
    {
        if (!end())
        {
            return m_current->value;
        }
        else
        {
            throw(std::runtime_error("DualLinkList is NULL..."));
        }
    }

    //移动游标至下一个步长的位置
    virtual bool next()
    {
        int i = 0;
        while ((i < m_step) && !end())
        {
            m_current = m_current->next;
            ++i;
        }

        return (i == m_step);
    }

    //移动游标至上一个步长的位置
    virtual bool pre()
    {
        int i = 0;
        while ((i < m_step) && !end())
        {
            m_current = m_current->pre;
            ++i;
        }

        return (i == m_step);
    }

    ~DualLinkList()
    {
        clear();
    }
};

#endif /* __DUALLINKLIST_H__ */

//main.cpp
int main(void)
{   
    DualLinkList<int> dl;

    //插入数据
    for (int i = 0; i < 6; ++i)
    {
        dl.insert(0, i + 2);
        dl.insert(0, 16);
    }

    //顺序打印数据
    for (dl.move(0); !dl.end(); dl.next())
    {
        cout << dl.current() << " ";
    }
    cout << endl;

    //删除目标数据
    dl.move(dl.length() - 1);
    while (!dl.end())
    {
        if (dl.current() == 16)
        {
            dl.remove(dl.find(dl.current()));
        }
        else
            dl.pre();
    }

    //顺序打印数据
    for (dl.move(0); !dl.end(); dl.next())
    {
        cout << dl.current() << " ";
    }
    cout << endl;

    //逆序打印数据
    for (dl.move(dl.length() - 1); !dl.end(); dl.pre())
    {
        cout << dl.current() << " ";
    }
    cout << endl;

    getchar();

    return 0;
}

  编译运行：