请写出双链表的结构体定义

双链表是一种数据结构，其中每个节点包含两个指针，分别指向它的前一个节点和后一个节点。在C语言中，你可以这样定义一个简单的双向链表的结构体：

typedef struct Node {
    int data;       // 节点存储的数据
    struct Node* prev; // 指向前一个节点的指针
    struct Node* next; // 指向后一个节点的指针
} Node;

// 或者使用 C99 的可选类型声明（如果支持）
struct Node {
    int data;
    struct Node* prev __attribute__((aligned(8))); // 对64位平台增加内存对齐
    struct Node* next __attribute__((aligned(8)));
};

这里，`Node`是链表节点的结构体类型，`data`用来存储数据，`prev`和`next`分别是指向前一个节点和后一个节点的指针。为了提高内存效率，特别是对于64位系统，我们还可以使用`__attribute__((aligned(8)))`来指定`prev`和`next`字段需要对齐到8字节边界。

相关问题

写出双向链表倒置的算法 C++

双向链表的倒置算法涉及到遍历链表并交换其节点的前后指针。以下是一个C++的示例实现：

struct Node {
    int data;
    Node* prev;
    Node* next;
    Node(int data) : data(data), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};

void reverseList(Node*& head) {
    Node* temp = nullptr;
    Node* current = head;

    // 遍历链表，逐个节点进行指针的交换
    while (current != nullptr) {
        temp = current->prev;
        current->prev = current->next;
        current->next = temp;
        current = current->prev;
    }

    // 如果原链表非空，更新头指针到新头部
    if (temp != nullptr) {
        head = temp->prev;
    }
}

这段代码首先定义了一个双向链表节点的结构体`Node`，其中包含数据域`data`以及指向前一个节点的`prev`指针和指向后一个节点的`next`指针。`reverseList`函数接受一个指向头节点的引用`head`，并且通过一系列指针交换操作来反转链表。在这个过程中，`temp`指针用来暂存数据，以便在交换指针时不会丢失信息。

需要注意的是，反转双向链表不需要额外的内存空间来存储元素，只需要修改节点之间的指针关系即可。在函数结束时，原链表的最后一个节点将成为新链表的头节点。

用C语言将一个双链表改建成一个循环双链表。写出完整代码

在C语言中，将一个普通双链表（具有头节点和尾节点，但是最后一个元素的next指针指向头节点形成单向循环）转换为一个真正的循环双链表（每个节点的next和prev都指向下一个和前一个节点），你需要遍历整个链表并在适当的位置修改节点的指针。这里是一个简单的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义链表结构体
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
    struct Node* prev; // 添加prev指针用于循环链表
} Node;

// 创建新节点
Node* createNode(int data) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    if (!newNode) {
        printf("Memory allocation failed.\n");
        return NULL;
    }
    newNode->data = data;
    newNode->next = newNode->prev = NULL; // 初始化为循环链表
    return newNode;
}

// 将普通链表转为循环链表
void makeCircular(Node** head) {
    if (*head == NULL || (*head)->next == *head) {
        return; // 如果链表为空或已为环形，无需操作
    }

    Node* last = *head;
    while (last->next != *head) {
        last = last->next;
    }
    
    last->next = *head; // 尾部节点连接到头部
    *head->prev = last; // 头部节点连接到尾部
}

// 打印链表
void printList(Node* node) {
    while (node != NULL) {
        printf("%d ", node->data);
        node = node->next;
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    // 假设你已经有了一个初始化好的非循环链表，例如：
    Node* head = createNode(1);
    head->next = createNode(2);
    head->next->next = createNode(3); // 省略创建更多节点...

    // 调用函数将链表改为循环
    makeCircular(&head);

    // 打印结果
    printList(head);

    return 0;
}