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数据结构与算法--单向循环链表

数据结构与算法--单向循环链表

作者: MrDemon_ | 来源:发表于2020-05-17 21:42 被阅读0次

    单向循环链表和单向链表差不多,只不过是最后的尾节点指向的不是空,而是指向头节点。理解这一点很重要,因为这是我们写程序的关键

    image.png

    下面用代码实现以下,不带头节点的

    1.创建

    准备条件:定义节点,状态

    #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;
    

    分为2种情况:① 第一次开始创建; ②已经创建,往里面新增数据

    注意:这里使用尾插法实现的,更符合逻辑,也可以用头插发实现

    /*
    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);
     */
    Status CreateList(LinkList *L){
    
        int item;
        LinkList temp = NULL;//创建的新节点
        LinkList target = NULL;//尾结点
        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
                /// 🌹加上这一行就成了头插法
                //*L = temp; 
            }
        }
    
        return OK;
    }
    

    这里寻找尾结点用了一个for循环,我们可以在每次新增节点是,用一个变量记录尾结点的位置

    Status CreateList2(LinkList *L){
    
        int item;
        LinkList temp = NULL;//新加的node
        LinkList r = NULL;//记录尾结点
        printf("请输入新的结点, 当输入0时结束: ");
        while (1) {
            scanf("%d",&item);
            if (item == 0) {
                break;
            }
    
            //第一次创建
            if(NULL == *L){
    
                *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
                if(!*L) return ERROR;
                (*L)->data = item;
                (*L)->next = *L;
                r = *L;//记录尾结点
            }else{
    
                temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
                if(!temp) return  ERROR;
                temp->data = item;
                temp->next = *L;
                //尾结点的指针域指向新创建的节点
                r->next = temp;
                //更新尾结点
                r = temp;
                ///🌹注释上一行r = temp;,打开这一行成头插法
                //*L = temp;//头插法
            }
    
        }
    
        return OK;
    }
    
    image.png

    2.遍历

    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");
        }
    
    }
    

    3.插入

    插入分为2种情况,在首元结点插入和非首元结点插入,因为首元结点插入要处理头指针

    Status ListInsert(LinkList *L, int place, int num){
    
        if (place < 1 || place > getLength(*L)) {
            printf("位置不合法");
            return ERROR;
        }
    
        //temp是要插入的新节点,
        LinkList temp ,target;
        int i;
        if (place == 1) {
            //target是尾结点
    
            //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 指向首元结点.
            //4\. 尾结点的next 指向新的首元结点;
            //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;
            //寻找尾结点 target
            for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
    
            temp->next = *L;
            target->next = temp;
            *L = temp;
    
        }else
        {
    
            //target是插入位置的前一个结点
    
            //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;
            //寻找插入位置的前一个结点 target
            for ( i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place - 1; target = target->next,i++) ;
            //先链后断
            temp->next = target->next;
            target->next = temp;
        }
    
        return OK;
    }
    

    首元节点位置插入

    image.png

    非首元节点位置插入

    image.png

    4.删除

    删除和插入一样,也分为2种情况,在首元结点删除和非首元结点删除,因为首元结点要处理头指针

    Status  LinkListDelete(LinkList *L,int place){
    
        if (place < 1 || place > getLength(*L)) {
            printf("位置不合法");
            return ERROR;
        }
    
        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 指向首元结点的下一个结点 target->next = (*L)->next;
            //2\. 新结点做为首元结点,则释放原来的首元结点
    
            for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
            //记录首元结点,即要删除的节点
            temp = *L;
            //有指针后移一位
            *L = (*L)->next;
            //尾结点指向头指针
            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;
    
    }
    

    5.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;
    
    }
    

    6.判断链表是否为空

    Status isEmpty(LinkList L)
    {
        if (NULL == L)
            return 1;
        if (L->next == L)
            return 1;
        else
            return 0;
    }
    
    

    7.计算链表长度

    int getLength(LinkList L)
    {
        int length = 1;
        LinkList pt = L->next;
    
        while (pt != L)
        {
            length++;
            pt = pt->next;
        }
        return length;
    }
    

    8.删除整个链表,释放内存

    void FreeList(LinkList *L)
    {
        LinkList pt = NULL;
    
        while (*L != NULL)
        {
            //如果只有头节点一个
            if (*L == (*L)->next) {
                free(*L);
                *L = NULL;
            }
            else                    //如果不止头节点一个
            {
                pt = (*L)->next->next;
                free((*L)->next);
                (*L)->next = pt;
            }
        }
    }
    

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