试声明并实现双向链表中使用的结点类Dnode

好的，以下是Dnode的声明和实现：

// Dnode的声明
class Dnode {
public:
    int data;
    Dnode *prev;
    Dnode *next;
    Dnode(int data);
};

// Dnode的实现
Dnode::Dnode(int data) {
    this->data = data;
    this->prev = nullptr;
    this->next = nullptr;
}

Dnode类表示双向链表中的一个节点，包含一个整数数据data，以及两个指向前驱节点和后继节点的指针prev和next。在构造函数中，我们将data初始化为传入的参数，同时将prev和next初始化为nullptr，表示该节点当前没有前驱节点和后继节点。

相关问题

单向链表，双向链表和循环链表

### 单向链表

单向链表是一种线性的数据结构，其中每个节点包含两部分：一部分用于存储实际的数据；另一部分是一个指针，指向下一个节点的位置。这种特性使得单向链表中的元素只能按顺序从前至后访问。

struct Node {
    int data;
    struct Node* next; // 指向下一个节点的地址
};

由于单向链表只维护了一个方向上的链接关系，因此对于给定的一个节点来说，仅能通过`next`成员变量来获取其后的节点信息[^1]。

### 双向链表

为了克服单向链表只能向前遍历的问题，双向链表在设计上增加了额外的信息——除了保留原有的指向后续节点(`next`)外，还加入了另一个指针用来指示当前节点之前的那个节点(`prev`)。这允许程序不仅能够顺着列表前进读取各个项目，同时也支持逆序操作，即可以从任一选定位置往回检索直至起始处。

struct DNode {
    int data;
    struct DNode *prev, *next; // prev指向上一个节点，next指向下一个节点
};

这样的改进虽然提高了灵活性，但也相应地增加了一些复杂度以及占用更多的内存空间[^2]。

### 循环链表

循环链表的特点在于它形成了闭合路径，无论是单向还是双向形式下最后一个节点都连接回到第一个节点形成闭环。这意味着当到达链尾之后继续沿同一方向移动会重新进入序列头部而不是终止于null值结束状态。这一性质特别适用于某些特定应用场景比如实现约瑟夫斯问题或是管理固定大小资源池等场合。

#### 对于单向循环链表：

// 假设head是指向头结点的指针，则可以通过如下方式判断是否已经绕了一圈回到了起点
if (current->next == head) { /* 已经完成一圈 */ }

而对于双向循环链表而言，同样遵循上述逻辑只不过两端都有相应的前后关联。

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总结三者的差异主要体现在以下几个方面：

- **遍历能力**：单向链表只能正向迭代直到遇到NULL为止；而双向链表既可顺次也可倒叙行走；至于循环版本无论哪种形态都能无尽头地环绕整个链条。

- **内存消耗**：相较于其他两种变体，标准型（非循环）单向链表所需储存单元最少因为它只需要保存单一方向上的邻接关系；相反地，双端附加了反向索引自然要多耗费一些位元记录这些新增加的关系字段；最后，尽管同样是围绕成圆状排列，但因其实现细节的不同可能会造成不同程度的空间开销变化。

- **适用场景**：如果应用程序频繁涉及从末端返回开头的操作那么显然采用具备双向导航特性的容器更为合适；反之若是单纯追求简单高效则优先考虑最基础款式的单列队列即可满足需求；另外针对那些需要不断重复利用有限集合内全部成员的情况选用循环模式无疑是个明智的选择。

优化这段代码的运行时间#include<stdio.h> #include<stdlib.h> typedef struct node* DNode; struct node { int data; DNode prior; //前面数据地址 DNode next; //后面数据地址 }; //创建双向链表 void CreatNode(DNode *head) { DNode s; //新节点指针 char e; (*head) = (DNode)malloc(sizeof(struct node));//头结点 (*head)->prior = (*head); //初始头结点的前驱和后驱都指向自己 (*head)->next = (*head); printf("输入数据\n"); scanf("%c", &e); while (e!='\n') { s = (DNode)malloc(sizeof(struct node)); //新节点分配空间 s->data = e; s->prior = (*head); //新节点的prior连前一个结点 s->next = (*head)->next; //新节点的next连后边结点 (*head)->next->prior = s; //后一个结点的prior连新结点 (*head)->next = s; //新节点前面的next连新结点 scanf("%c", &e); } } //向后遍历输出 void PrintList1(DNode L) { DNode p; p = L; p = p->next; while (p != L) { printf("%c", p->data); p = p->next; } printf("\n"); } //向前遍历输出 void PrintList2(DNode L) { DNode p; p = L->prior; while (p != L) { printf("%c", p->data); p = p->prior; } printf("\n"); } //查找第i处数据的地址 DNode FindPosition(DNode L,int i) { int j = 0; DNode p = L; while (p->next != L&&j < i) { p = p->next; j++; } return p; } //插入 void InsertList(DNode L) { DNode s,p; //s为新结点 p为新节点前一个结点 int i; char e; printf("在第几处插入:\n"); scanf("%d", &i); getchar(); printf("插入什么数据:\n"); scanf("%c", &e); p = FindPosition(L, i-1); //新节点前一个结点地址 s = (DNode)malloc(sizeof(struct node));//申请新节点空间 s->data = e; s->prior = p; //新节点的prior连上前一个结点 s->next = p->next; //新节点的next连上后一个结点 p->next->prior = s; //新节点后的结点的prior连上新结点 p->next = s; //新节点前的结点的next连上新结点 } //删除 void DeleteList(DNode L){ DNode s,p; //s为新结点 p为要删除的结点 int i; printf("删除第几处的数据:\n"); scanf("%d", &i); p = FindPosition(L, i); //要删除结点的地址 p->prior->next = p->next; //要删除的结点的前一个结点的next，连上要删结点后的结点 p->next->prior = p->prior;//要删除结点的后一个结点的prior，连上要删结点的前一个结点 free(p); } int main() { DNode list; CreatNode(&list); //PrintList1(list); PrintList2(list); InsertList(list); PrintList2(list); DeleteList(list); PrintList2(list); }

要优化这段代码的运行时间，可以考虑以下几个方面：

1. 减少循环次数：如果代码中有循环语句，可以尝试减少循环次数，比如使用更高效的算法或数据结构来代替循环。

2. 减少重复计算：如果代码中有重复计算的部分，可以尝试将其缓存起来，避免重复计算。

3. 减少函数调用：函数调用会带来一定的开销，如果代码中有频繁的函数调用，可以尝试将其合并或优化。

4. 使用并行计算：如果代码中有可以并行计算的部分，可以尝试使用多线程或分布式计算来加速运行。

5. 优化内存使用：如果代码中有大量的内存分配和释放操作，可以尝试优化内存使用，比如使用对象池或缓存来避免频繁的内存分配和释放。

6. 使用更高效的数据结构和算法：如果代码中使用的数据结构和算法不够高效，可以尝试使用更高效的数据结构和算法来代替。