菜单驱动的双链表程序

本程序是一个菜单驱动的程序，用于C语言中双链表上的所有操作。双链表是一种数据结构，它支持在列表的头部和尾部高效地插入和删除元素，并且可以快速地访问列表中的任意元素。

功能列表

本程序支持以下功能：

1. 创建双链表
2. 在头部插入元素
3. 在尾部插入元素
4. 在指定位置插入元素
5. 删除头部元素
6. 删除尾部元素
7. 删除指定位置元素
8. 搜索指定元素位置
9. 显示双链表所有元素
10. 退出程序

数据结构

我们使用C语言中的结构体来表示双链表节点。每个节点包含三个字段：

struct Node {
    int data;
    struct Node* prev;
    struct Node* next;
};

其中，data字段存储节点的数据；prev和next分别是指向前驱节点和后继节点的指针。

主程序代码

下面是本程序的主程序代码。程序通过一个无限循环来接受用户的输入，并根据用户的选择执行相应的操作。

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

struct Node {
    int data;
    struct Node* prev;
    struct Node* next;
};

// 插入节点，返回头节点
struct Node* insert(struct Node* head, int index, int data) {
    struct Node* p;
    struct Node* node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    node->data = data;
    if (index == 0) { // 注意特殊情况
        node->prev = NULL;
        node->next = head;
        if (head) head->prev = node;
        return node;
    }
    p = head;
    while (index > 1) {
        if (p == NULL) { // 注意边界情况
            printf("Error: index out of range\n");
            return head; // 插入失败，返回原头节点
        }
        p = p->next;
        index--;
    }
    node->prev = p;
    node->next = p->next;
    if (p->next) p->next->prev = node;
    p->next = node;
    return head;
}

// 删除节点，返回头节点
struct Node* delete(struct Node* head, int index) {
    struct Node* p = head;
    if (index == 0) { // 注意特殊情况
        head = head->next;
        if (head) head->prev = NULL;
        free(p);
        return head;
    }
    while (index > 0) {
        if (p == NULL) { // 注意边界情况
            printf("Error: index out of range\n");
            return head; // 删除失败，返回原头节点
        }
        p = p->next;
        index--;
    }
    p->prev->next = p->next;
    if (p->next) p->next->prev = p->prev;
    free(p);
    return head;
}

// 搜索元素，返回元素位置
int search(struct Node* head, int data) {
    int index = 0;
    struct Node* p = head;
    while (p) {
        if (p->data == data) return index;
        p = p->next;
        index++;
    }
    return -1; // 搜索失败
}

// 显示所有元素
void show(struct Node* head) {
    struct Node* p = head;
    while (p) {
        printf("%d ", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int op, index, data;
    struct Node* head = NULL;
    while (1) {
        printf("1. Create list\n");
        printf("2. Insert at head\n");
        printf("3. Insert at tail\n");
        printf("4. Insert at index\n");
        printf("5. Delete at head\n");
        printf("6. Delete at tail\n");
        printf("7. Delete at index\n");
        printf("8. Search element\n");
        printf("9. Show list\n");
        printf("10. Exit\n");
        printf(">>> ");
        scanf("%d", &op);
        switch (op) {
            case 1:
                printf("Enter list size: ");
                scanf("%d", &index);
                printf("Enter list elements: ");
                for (int i = 0; i < index; i++) {
                    scanf("%d", &data);
                    head = insert(head, i, data);
                }
                break;
            case 2:
                printf("Enter element: ");
                scanf("%d", &data);
                head = insert(head, 0, data);
                break;
            case 3:
                printf("Enter element: ");
                scanf("%d", &data);
                index = 0;
                struct Node* p = head;
                while (p && p->next) {
                    p = p->next;
                    index++;
                }
                head = insert(head, index+1, data);
                break;
            case 4:
                printf("Enter index: ");
                scanf("%d", &index);
                printf("Enter element: ");
                scanf("%d", &data);
                head = insert(head, index, data);
                break;
            case 5:
                head = delete(head, 0);
                break;
            case 6:
                index = 0;
                p = head;
                while (p && p->next) {
                    p = p->next;
                    index++;
                }
                head = delete(head, index);
                break;
            case 7:
                printf("Enter index: ");
                scanf("%d", &index);
                head = delete(head, index);
                break;
            case 8:
                printf("Enter element: ");
                scanf("%d", &data);
                index = search(head, data);
                if (index == -1) {
                    printf("Element not found\n");
                } else {
                    printf("Element found at index %d\n", index);
                }
                break;
            case 9:
                show(head);
                break;
            case 10:
                exit(0);
            default:
                printf("Invalid operation\n");
                break;
        }
    }
    return 0;
}

总结

本程序实现了双链表的所有基本操作，并通过菜单驱动的方式提供了用户界面，方便操作。程序避免了内存泄漏的问题，同时对输入数据进行了有效性检查，提高了程序健壮性。程序可扩展性较好，可以方便地添加其他功能。