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数据结构与算法之循环链表

数据结构与算法之循环链表

作者: LiChangBao | 来源:发表于2017-08-26 21:16 被阅读0次
    //循环链表(容易忽略尾指针所指向的尾节点)
    #include<stdio.h>
    #include<malloc.h>
    #include<stdlib.h>
    
    typedef struct Ndoe{
    
        int data;
        struct Ndoe *next;
    
    } Linklist;
    
    bool InitList(Linklist** L)//构造一个空的循环链表(注:L表示尾指针)
    {
    
        (*L) = (Linklist *)malloc(sizeof(Linklist));//创建头结点,并使尾指针指向头结点。
    
        if((*L)==NULL)
            return false;
    
        (*L)->next = (*L);
        
        return true;
    
    }
    
    void DestoryList(Linklist **L)//销毁循环链表(包括头结点)。
    {
        Linklist *p,*q;
    
        p = (*L)->next;//p指向头结点
    
        while((*L)!=p->next)
        {
            q = p->next;//q指向第一个结点
            free(p);
            p = q;
        }
        
        free(p);
        (*L) = NULL;//因为此处修改了尾指针,故参数类型为Linklist **。
    }
    
    void ClearList(Linklist **L)//将循环链表清空(不包括头结点)成功的标志是尾指针指向头结点
    {
        Linklist *p,*q;
    
        p = (*L)->next->next;//让p指向第一个有效结点
    
        while(p!=(*L))
        {
            q = p;//q此时指向第一个有效结点
            p = p->next;
            free(q);
        }
        
        *L = p->next;//释放掉尾节点
        free(p);
    }
    
    bool ListEmpty(Linklist *L)//判断线性表是否为空
    {
        if(L->next==L)//当尾指针指向头结点时才会出现这种效果,也即循环链表为空。
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
    
    int ListLength(Linklist *L)//返回循环链表中数据元素个数
    {
        int i = 0;
        Linklist *p;
    
        p = L->next->next;//指向第一个有效结点
    
        while(p!=L)
        {
            i++;
            p = p->next;
        }
    
        return i+1;//加1表示尾指针所指向的那个节点
    }
    
    int GetElem(Linklist *L,int item)//返回线性表第item个元素的值
    {
        Linklist *p;
        int i;
    
        p = L->next->next;//让p指向第一个有效结点
    
        for(i=1;i<item;i++)
        {
            if(p!=L->next){
                p = p->next;
            }
            else{
                printf("指定查询的位置不存在!\n");
                return -1;
            }
        }
        if(p!=L->next)//此步不能少
            return p->data;
        else
            return -1;
    }
    
    int LocateElem(Linklist *L,int item)//返回线性表第一个与给定参数匹配的元素的位序,不存在则返回-1
    {
        Linklist *p;
        int i = 0;
        
        p = L->next->next;
    
        while(p!=L->next)
        {
            i++;
    
            if(p->data==item)
                return i;
    
            p = p->next;
        }
        
        return -1;//表示返回指定位置元素失败
    }
    
    int PriorElem(Linklist *L,int item)//返回线性表中,指定参数的前驱
    {
        Linklist *p,*before;
        
        p = L->next->next;//p此时指向第一个有效元素
    
        while(p->next!=L->next)//从第二有效元素开始遍历(第一有效元素的数据域即使和item相等,也不存在前驱。)
        {
            before = p;
            p = p->next;//p此时指向第二个有效元素
    
            if(p->data==item)
                return before->data;
    
            //p = p->next;
        }
        
        return -1;//表示返回指定位置元素失败
    }
    
    int NextElem(Linklist *L,int item)//返回线性表中,指定参数的后继
    {
        Linklist *p,*tail;
        
        p = L->next->next;//p此时指向第一个有效元素
    
        while(p->next!=L->next)//如果一个链表只有一个有效结点同样不存在后继
        {
            tail = p->next;
    
            if(p->data==item)//最后一个元素是不存在后继的
                return tail->data;
    
            p = tail;
        }
        
        return -1;//表示返回指定位置元素失败
    }
    
    bool ListInsert(Linklist **L,int loc,int item)//向线性表指定位置插入元素
    {
        Linklist *p,*New;
        int i=1;//设置为1,很重要哦
        
        if((*L)==NULL||loc>ListLength(*L)+1||loc<1)//销毁后就不能插入数据了
            return false;
    
        p = (*L)->next;//指向头结点
    
        while(i<loc)//获取第loc-1位置地址
        {
            p = p->next;
            i++;
        }
    
        New = (Linklist *)malloc(sizeof(Linklist));
        New->data = item;
        New->next = p->next;
        p->next = New;
    
        if(p==(*L))
            (*L) = New;//改变了尾指针,所以使用Linklist **类型。
        
        return true;
    }
    
    bool ListDelete(Linklist **L,int loc,int *e)//删除线性表第i个位置的元素,并把删除元素返回
    {
        Linklist *p,*q;
        int i=1;
        
        if(*L==NULL||loc>ListLength(*L)||loc<1)
            return false;
    
        p = (*L)->next;//指向头结点
    
        while(i<loc)//获取第loc-1位置地址
        {
            p = p->next;
            i++;
        }
    
        q = p->next;//指向位于loc位置的结点
        (*e) = q->data;
        p->next = q->next;
    
        if((*L)==q)
            (*L) = p;
    
        free(q);
    
        return true;
    }
    
    void ListTraverse(Linklist *L)//将线性表进行遍历
    {
        Linklist *p;
    
        p = L->next->next;//指向第一个有效结点
    
        while(p!=L->next)
        {
            printf("%d ",p->data);
            p = p->next;
        }
        printf("\n");
    }
    
    int main()
    {
    
        Linklist* L;
        int i,e;
        
        if(!InitList(&L))//初始化线性表
        {
            printf("抱歉,内存分配失败!\n");
        }
        
        for(i=1;i<=13;i++)//向线性表中插入新元素
        {
            //printf("插入的位置:%d\n",i);
            if(!ListInsert(&L,i,i))
            {
                printf("插入失败\n");
                return 0;
            }
        }
        //ListInsert(L,2,6666);
        ListTraverse(L);//遍历线性表
        //DestoryList(&L);//销毁线性表(破坏表结构)
        //ListTraverse(L);//遍历线性表
        //ClearList(L);/清空线性表(不破坏表结构)
    
        ListDelete(&L,2,&e);//删除线性表指定位置元素
        printf("线性表被删除的元素是:%d\n",e);
        printf("执行删除操作后的线性表:");
        ListTraverse(L);//遍历线性表
    
        if(PriorElem(L,3)!=-1)//获取值为3的元素的前驱
        {
            printf("元素3的前驱为:%d\n",PriorElem(L,3));
        }
        else
        {
            printf("查询的元素可能不存在或者位于线性表的第一个位置不存在前驱!\n");
        }
        
        if(NextElem(L,3)!=-1)//获取值为3的元素的后继
        {
            printf("元素3的后继为:%d\n",NextElem(L,3));
        }
        else
        {
            printf("查询的元素可能不存在或者位于线性表的最后一个位置不存在后继!\n");
        }
        
        if(LocateElem(L,3)!=0)//查询指定元素在线性表中的位置
        {
            printf("值为3的元素在线性表中的位置:%d\n",LocateElem(L,3));
        }
        else
        {
            printf("你所查询的元素不存在\n");
        }
    
        return 0;
    }
    

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