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数据结构与算法学习 (03)单向循环链表

数据结构与算法学习 (03)单向循环链表

作者: 暱稱已被使用 | 来源:发表于2020-04-03 18:29 被阅读0次

    什么是单向循环链表?
    如果把单链表的最后一个节点的指针指向链表头部,而不是指向NULL,那么就构成了一个单向循环链表,通俗讲就是把尾节点的下一跳指向头结点。


    在单向链表中,头指针是相当重要的,因为单向链表的操作都需要头指针,所以如果头指针丢失或者破坏,那么整个链表都会遗失,并且浪费链表内存空间,因此我们引入了单向循环链表这种数据结构。
    代码实现
    1.定义变量和结构体
    #define ERROR 0
    #define TRUE 1
    #define FALSE 0
    #define OK 1
    
    #define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */
    
    typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */
    typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int */
    
    //定义结点
    typedef struct Node{
        ElemType data;
        struct Node *next;
    }Node;
    
    typedef struct Node * LinkList;
    

    2.创建单向循环链表
    有2种情况:① 第一次开始创建; ②已经创建,往里面新增数据
    判断是否第一次创建链表
    YES->创建一个新结点,并使得新结点的next 指向自身; (L)->next = (L);
    NO-> 找链表尾结点,将尾结点的next = 新结点. 新结点的next = (*L);
    (1)用for循环来获取最后一个节点,时间复杂度大

    Status CreateList(LinkList *L){
    
        int item;
        LinkList temp = NULL;
        LinkList target = NULL;
        printf("输入节点的值,输入0结束\n");
        while(1)
        {
            scanf("%d",&item);
            if(item==0) break;
            
              //如果输入的链表是空。则创建一个新的节点,使其next指针指向自己  (*head)->next=*head;
            if(*L==NULL)
            {
                *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
                if(!L)exit(0);
                (*L)->data=item;
                (*L)->next=*L;
            }
            else
            {
               //输入的链表不是空的,寻找链表的尾节点,使尾节点的next=新节点。新节点的next指向头节点
                
                for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
                
                temp=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
                
                if(!temp) return ERROR;
                
                temp->data=item;
                temp->next=*L;  //新节点指向头节点
                target->next=temp;//尾节点指向新节点
            }
        }
        
        return OK;
    }
    

    (1)用临时指针记录最后一个节点

    Status CreateList2(LinkList *L){
        
        int item;
        LinkList temp = NULL;
        LinkList target = NULL;
        LinkList r = NULL;
        printf("请输入新的结点, 当输入0时结束!\n");
        while (1) {
            scanf("%d",&item);
            if (item == 0) {
                break;
            }
            
            //第一次创建
            if(*L == NULL){
                
                *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
                if(!*L) return ERROR;
                (*L)->data = item;
                (*L)->next = *L;
                r = *L;
            }else{
                
                temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
                if(!temp) return  ERROR;
                temp->data = item;
                temp->next = *L;
                r->next = temp;
                
                r = temp;
            }
            
        }
        
        return OK;
    }
    

    3. 遍历循环链表,循环链表的遍历最好用do while语句,因为头节点就有值

    void show(LinkList p)
    {
        //如果链表是空
        if(p == NULL){
            printf("打印的链表为空!\n");
            return;
            
        }else{
            LinkList temp;
            temp = p;
            do{
                printf("%5d",temp->data);
                temp = temp->next;
            }while (temp != p);
            printf("\n");
        }
        
    }
    

    4. 循环链表插入数据
    在往一个单向循环链表中插入数据,有2种情况.
    1.插入的位置在首元结点上;


    //如果插入的位置为1,则属于插入首元结点,所以需要特殊处理
            //1. 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则返回ERROR;
            //2. 找到链表最后的结点_尾结点,
            //3. 让新结点的next 执行头结点.
            //4. 尾结点的next 指向新的头结点;
            //5. 让头指针指向temp(临时的新结点)
            
            temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if (temp == NULL) {
                return ERROR;
            }
            temp->data = num;
            
            for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
            
            temp->next = *L;
            target->next = temp;
            *L = temp;
    

    2.插入其他位置(包括链表中间/末尾);


    2.png 2.1.png
    //如果插入的位置在其他位置;
            //1. 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则返回ERROR;
            //2. 先找到插入的位置,如果超过链表长度,则自动插入队尾;
            //3. 通过target找到要插入位置的前一个结点, 让target->next = temp;
            //4. 插入结点的前驱指向新结点,新结点的next 指向target原来的next位置 ;
            
            temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if (temp == NULL) {
                return ERROR;
            }
            temp->data = num;
            
            for ( i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place - 1; target = target->next,i++) ;
            
            temp->next = target->next;
            target->next = temp;
    

    完整代码

    Status ListInsert(LinkList *L, int place, int num){
        
        LinkList temp ,target;
        int i;
        if (place == 1) {
            
            //如果插入的位置为1,则属于插入首元结点,所以需要特殊处理
            //1. 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则返回ERROR;
            //2. 找到链表最后的结点_尾结点,
            //3. 让新结点的next 执行头结点.
            //4. 尾结点的next 指向新的头结点;
            //5. 让头指针指向temp(临时的新结点)
            
            temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if (temp == NULL) {
                return ERROR;
            }
            temp->data = num;
            
            for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
            
            temp->next = *L;
            target->next = temp;
            *L = temp;
            
        }else
        {
            
            //如果插入的位置在其他位置;
            //1. 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则返回ERROR;
            //2. 先找到插入的位置,如果超过链表长度,则自动插入队尾;
            //3. 通过target找到要插入位置的前一个结点, 让target->next = temp;
            //4. 插入结点的前驱指向新结点,新结点的next 指向target原来的next位置 ;
            
            temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if (temp == NULL) {
                return ERROR;
            }
            temp->data = num;
            
            for ( i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place - 1; target = target->next,i++) ;
            
            temp->next = target->next;
            target->next = temp;
        }
        
        return OK;
    }
    
    

    5.循环列表删除数据

    Status  LinkListDelete(LinkList *L,int place){
        
        LinkList temp,target;
        int i;
        //temp 指向链表首元结点
        temp = *L;
        if(temp == NULL) return ERROR;
        
        
        if (place == 1) {
            
            //①.如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空;
            if((*L)->next == (*L)){
                (*L) = NULL;
                return OK;
            }
            
            
            //②.链表还有很多数据,但是删除的是首结点;
            //1. 找到尾结点, 使得尾结点next 指向头结点的下一个结点 target->next = (*L)->next;
            //2. 新结点做为头结点,则释放原来的头结点
            
            for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
            temp = *L;
            
            *L = (*L)->next;
            target->next = *L;
            free(temp);
        }else
        {
    
            //如果删除其他结点--其他结点
            //1. 找到删除结点前一个结点target
            //2. 使得target->next 指向下一个结点
            //3. 释放需要删除的结点temp
            for(i=1,target = *L;target->next != *L && i != place -1;target = target->next,i++) ;
    
                temp = target->next;
                target->next = temp->next;
                free(temp);
            }
        
        return OK;
        
    }
    

    6.循环列表查询

    int findValue(LinkList L,int value){
        
        int i = 1;
        LinkList p;
        p = L;
        
        //寻找链表中的结点 data == value
        while (p->data != value && p->next != L) {
            i++;
            p = p->next;
        }
        
        //当尾结点指向头结点就会直接跳出循环,所以要额外增加一次判断尾结点的data == value;
        if (p->next == L && p->data != value) {
            return  -1;
        }
        
        return i;
        
    }
    

    调用

    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // insert code here...
        printf("Hello, World!\n");
        
        LinkList head;
        int place,num;
        int iStatus;
        
        //iStatus = CreateList(&head);
        iStatus = CreateList2(&head);
        printf("原始的链表:\n");
        show(head);
        
    //    printf("输入要插入的位置和数据用空格隔开:");
    //    scanf("%d %d",&place,&num);
    //    iStatus = ListInsert(&head,place,num);
    //    show(head);
    
        printf("输入要删除的位置:");
        scanf("%d",&place);
        LinkListDelete(&head,place);
        show(head);
        
        
        printf("输入你想查找的值:");
        scanf("%d",&num);
        place=findValue(head,num);
        if(place!=-1)
            printf("找到的值的位置是place = %d\n",place);
        else
            printf("没找到值\n");
        
        return 0;
    }
    
    

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