练习习题9-4，利用DNode.h，编写使用双向链表的程序，其中实现左插入、右插入，删除，显示等链表的功能。 2. 练习习题9-10，直接插入排序。 3. 练习习题9-12，选择排序。 4. 练习习题9-14，起泡排序。 5. 练习习题9-19，折半查找。

以下是对应的代码实现：

1. 双向链表的实现：

DNode.h:

#ifndef DNODE_H
#define DNODE_H

template<typename T>
struct DNode{
    T data;
    DNode<T> *prior, *next;
    DNode(const T &d, DNode<T> *p = nullptr, DNode<T> *n = nullptr):data(d), prior(p), next(n){}
};

#endif //DNODE_H

双向链表的实现：

#include <iostream>
#include "DNode.h"

template<typename T>
class DList{
public:
    DList() : head(new DNode<T>(T())), size(0){}
    ~DList(){
        DNode<T> *p = head, *q;
        while(p){
            q = p->next;
            delete p;
            p = q;
        }
    }
    void insert(const T &d); // 右插入
    void leftInsert(const T &d); // 左插入
    bool remove(const T &d); // 删除
    bool empty() const { return size == 0; }
    void display() const;
private:
    DNode<T> *head;
    int size;
};

template<typename T>
void DList<T>::insert(const T &d){
    DNode<T> *p = head;
    while(p->next) p = p->next;
    DNode<T> *q = new DNode<T>(d, p, nullptr);
    p->next = q;
    ++size;
}

template<typename T>
void DList<T>::leftInsert(const T &d){
    DNode<T> *p = head->next;
    DNode<T> *q = new DNode<T>(d, head, p);
    head->next = q;
    if(p) p->prior = q;
    ++size;
}

template<typename T>
bool DList<T>::remove(const T &d){
    DNode<T> *p = head->next;
    while(p && p->data != d) p = p->next;
    if(!p) return false;
    p->prior->next = p->next;
    if(p->next) p->next->prior = p->prior;
    delete p;
    --size;
    return true;
}

template<typename T>
void DList<T>::display() const{
    DNode<T> *p = head->next;
    while(p){
        std::cout << p->data << " ";
        p = p->next;
    }
    std::cout << std::endl;
}

2. 直接插入排序：

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
void insertSort(std::vector<T> &arr){
    int n = arr.size();
    for(int i = 1; i < n; ++i){
        T tmp = arr[i];
        int j = i - 1;
        while(j >= 0 && arr[j] > tmp){
            arr[j+1] = arr[j];
            --j;
        }
        arr[j+1] = tmp;
    }
}

int main(){
    std::vector<int> arr{3, 5, 1, 4, 2};
    insertSort(arr);
    for(auto x : arr) std::cout << x << " ";
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

3. 选择排序：

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
void selectSort(std::vector<T> &arr){
    int n = arr.size();
    for(int i = 0; i < n-1; ++i){
        int k = i;
        for(int j = i+1; j < n; ++j){
            if(arr[j] < arr[k]) k = j;
        }
        if(k != i) std::swap(arr[i], arr[k]);
    }
}

int main(){
    std::vector<int> arr{3, 5, 1, 4, 2};
    selectSort(arr);
    for(auto x : arr) std::cout << x << " ";
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

4. 起泡排序：

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
void bubbleSort(std::vector<T> &arr){
    int n = arr.size();
    for(int i = 0; i < n-1; ++i){
        bool flag = false;
        for(int j = 0; j < n-1-i; ++j){
            if(arr[j] > arr[j+1]){
                std::swap(arr[j], arr[j+1]);
                flag = true;
            }
        }
        if(!flag) break;
    }
}

int main(){
    std::vector<int> arr{3, 5, 1, 4, 2};
    bubbleSort(arr);
    for(auto x : arr) std::cout << x << " ";
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

5. 折半查找：

#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
int binarySearch(std::vector<T> &arr, const T &x){
    int l = 0, r = arr.size()-1;
    while(l <= r){
        int mid = (l+r)/2;
        if(arr[mid] == x) return mid;
        else if(arr[mid] < x) l = mid + 1;
        else r = mid - 1;
    }
    return -1;
}

int main(){
    std::vector<int> arr{1, 2, 3, 4, 5};
    int pos = binarySearch(arr, 4);
    std::cout << pos << std::endl;
    return 0;
}