亲宝软件园·资讯

展开

C语言超详细讲解双向带头循环链表

[Pokemon]大猫猫 人气:0

在上一篇所讲述的单链表中,存在一些缺陷:

1、在进行尾插和尾删时,需要遍历链表找到尾结点

2、在进行中间插入和删除时,也需要先遍历链表找到前一个结点

对于这些缺陷,可以采用一种结构更为复杂的链表 双向带头循环链表

双向带头循环链表结构虽然复杂,但在链表的操作上带来了很大的优势

一、双向带头循环链表的结构

//存储数据的类型,这里以 int 来举例
typedef int LTDataType;
//结点的类型
typedef struct ListNode
{
	LTDataType data;
	struct ListNode* prev;
	struct ListNode* next;
}LTNode;

二、双向带头循环链表的函数接口

1. 申请结点

在插入等操作时需要申请结点,为了避免麻烦重复的操作,这里将申请结点封装为一个函数

申请结点函数如下:

LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		//开辟空间失败,打印错误信息
		perror("malloc");

		//结束程序
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->prev = newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

2. 初识化

在双向带头循环链表中,即使没有存储数据也 至少会包含一个哨兵位的头结点

初始化函数如下:

LTNode* InitLT()
{
	//申请头结点,头结点的数据存什么无关紧要
	LTNode* phead = BuyLTNode(-1);
	//改变指针指向,构成循环
	phead->prev = phead->next = phead;
	return phead;
}

3. 打印

为了验证插入、删除等得到的结果是否正确,提供打印函数,这里数据类型以 int 为例,当读者采用的类型不同时,自行更改函数即可

打印函数如下:

void LTPrint(LTNode* phead)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	printf("head->");
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("head\n");
}

4. 尾插尾删

尾插:在链表的最后一个结点之后插入结点

尾插函数如下:

void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	//找到尾结点
	LTNode* tail = phead->prev;
	//改变指针指向
	tail->next = newnode;
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = phead;
	phead->prev = newnode;
}

尾删:删除链表最后一个结点

尾删函数如下:

void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);	//链表不能为空
	assert(phead->next != phead);	//空链表不能删
	//找尾结点及尾结点的前一个结点
	LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* tailPrev = tail->prev;
	//改变指针指向
	tailPrev->next = phead;
	phead->prev = tailPrev;
	free(tail);
}

5. 头插头删

头插: 在第一个结点之前插入新结点

头插函数如下:

void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	//找到头结点后的第一个结点
	LTNode* first = phead->next;
	//改变指针指向
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = first;
	first->prev = newnode;
}

头删:删除链表的第一个结点

头删函数如下:

void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);	//链表不能为空
	assert(phead->next != phead);	//空链表不能删
	//找到头结点后的第一个和第二个结点
	LTNode* first = phead->next;
	LTNode* second = first->next;
	//改变指针指向
	phead->next = second;
	second->prev = phead;
	free(first);
}

6. 查找

查找:如果数据存在,返回该数据结点的指针,不存在返回 NULL

查找函数如下:

LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x) return cur;
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

7. 中间插入和删除

中间插入:通过查找函数 LTFind 获得指向结点的指针 pos,在 pos 指向的 结点之前 插入结点

在 pos 之前插入结点函数如下:

void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	//pos 不能为空
	assert(pos);
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);
	//找到 pos 的前一个结点
	LTNode* posPrev = pos->prev;
	//改变指针指向
	posPrev->next = newnode;
	newnode->prev = posPrev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

在调用中间插入函数 LTInsert 时

因此在尾插和头插函数的实现中可以直接调用中间插入函数 LTInsert

尾插和头插函数更改如下:

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTInsert(phead, x);
}
//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTInsert(phead->next, x);
}

中间删除:通过查找函数 LTFind 获得指向结点的指针 pos,删除 pos 指向的结点

删除 pos 指向的结点函数如下:

void LTErase(LTNode* pos)
{
	//pos 不能为空
	assert(pos);
	//找到 pos 的前一个和后一个结点
	LTNode* posPrev = pos->prev;
	LTNode* posNext = pos->next;
	//改变指针指向
	posPrev->next = posNext;
	posNext->prev = posPrev;
	free(pos);
}

在调用中间删除函数 LTErase 时

因此在尾删和头删函数的实现中可以直接调用中间删除函数 LTErase

尾删和头删函数更改如下:

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);	//链表不能为空
	assert(phead->next != phead);	//空链表不能删
	LTErase(phead->prev);
}
//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);	//链表不能为空
	assert(phead->next != phead);	//空链表不能删
	LTErase(phead->next);
}

8. 判空及求链表长度

判空:判断链表是否为空

判空函数如下:

bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	return phead->next == phead;
}

链表长度:链表有效数据个数

链表长度函数如下:

size_t LTSize(LTNode* phead)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	size_t size = 0;
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		size++;
		cur = cur->next;
	}
	return size;
}

9. 销毁单链表

在链表中,存储数据的结点是由自己开辟的,当不使用链表时,应将其销毁

销毁链表函数如下:

void LTDestroy(LTNode* phead)
{
	//链表不能为空
	assert(phead);
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* curNext = cur->next;
		free(cur);
		cur = curNext;
	}
	free(phead);
}

加载全部内容

相关教程
猜你喜欢
用户评论