2.数据结构与算法---单向循环链表

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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

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;
}

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

非首元节点位置插入

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;
        }
    }
}

测试

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");
    
printf("长度:%d\n",getLength(head));
printf("是否为空:%d\n",isEmpty(head));
FreeList(&head);
show(head);
printf("是否为空:%d\n",isEmpty(head));