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数据结构与算法6-双向循环链表

数据结构与算法6-双向循环链表

作者: fuaiyi | 来源:发表于2020-04-12 22:53 被阅读0次

数据结构

双向循环链表和它名字的表意一样,就是把双向链表的两头连接,使其成为了一个环状链表。只需要将表中最后一个节点的next指针指向头节点,头节点的prior指针指向尾节点,链表就能成环儿,如图所示:

image.png

需要注意的是,虽然双向循环链表成环状,但本质上还是双向链表,因此在双向循环链表中,依然能够找到头指针和头节点等。双向循环链表和双向链表相比,唯一的不同就是双向循环链表首尾相连,其他都完全一样。

//定义结点
typedef struct Node{
    ElemType data;
    struct Node *prior;
    struct Node *next;
}Node;

typedef struct Node * LinkList;
1、双向循环链表的创建

初始化时需要将头节点的next和prior都指向自己。

image.png
//6.1 双向循环链表初始化
Status creatLinkList(LinkList *L){
    
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    if (*L == NULL) {
        return ERROR;
    }
    
    (*L)->next = (*L);
    (*L)->prior = (*L);
    
    //新增数据
    LinkList p = *L;
    for(int i=0; i < 10;i++){
        
        //1.创建1个临时的结点
        LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        temp->data = i;
        
        //2.为新增的结点建立双向链表关系
        //① temp 是p的后继
        p->next = temp;
        //② temp 的前驱是p
        temp->prior = p;
        //③ temp的后继是*L
        temp->next = (*L);
        //④ p 的前驱是新建的temp
        p->prior = temp;
        //⑤ p 要记录最后的结点的位置,方便下一次插入
        p = p->next;
        
    }
    
    return OK;
   
}

2.双向循环链表插入元素

这里不需要判断尾节点的next是否为Null,因为它会指向头节点。

//6.2 双向循环链表插入元素
/*当插入位置超过链表长度则插入到链表末尾*/
Status LinkListInsert(LinkList *L, int index, ElemType e){
   
    //1. 创建指针p,指向双向链表头
    LinkList p = (*L);
    int i = 1;
    
    //2.双向循环链表为空,则返回error
    if(*L == NULL) return ERROR;
   
    //3.找到插入前一个位置上的结点p
    while (i < index && p->next != *L) {
        p = p->next;
        i++;
    }
    
    //4.如果i>index 则返回error
    if (i > index)  return ERROR;
    
    //5.创建新结点temp
    LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    
    //6.temp 结点为空,则返回error
    if (temp == NULL) return ERROR;
    
    //7.将生成的新结点temp数据域赋值e.
    temp->data = e;
    
    //8.将结点temp 的前驱结点为p;
    temp->prior = p;
    //9.temp的后继结点指向p->next;
    temp->next = p->next;
    //10.p的后继结点为新结点temp;
    p->next = temp;
    
    //如果temp 结点不是最后一个结点
    if (*L != temp->next) {
        
        //11.temp节点的下一个结点的前驱为temp 结点
        temp->next->prior = temp;
    }else{

        (*L)->prior = temp;
        
    }
    
    return OK;
}
3.遍历双向循环链表

注意它的尾节点的next不再是Null,而是头节点

//6.3 遍历双向循环链表
Status Display(LinkList L){
    
    if (L == NULL) {
        printf("打印的双向循环链表为空!\n\n");
        return ERROR;
    }
    printf("双向循环链表内容:  ");
    
    LinkList p = L->next;
    while (p != L) {

        printf("%d  ",p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n\n");
    return OK;
}
4.根据索引位置删除节点

这里不需要判断尾节点的next是否为Null,因为它会指向头节点。

//6.4 双向循环链表删除结点
Status LinkListDelete(LinkList *L,int index,ElemType *e){
    
    int i = 1;
    LinkList temp = (*L)->next;
    
    if (*L == NULL) {
        return  ERROR;
    }
    
    //①.如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空;
    if(temp->next == *L){
        free(*L);
        (*L) = NULL;
        return OK;
    }
    
    //1.找到要删除的结点
    while (i < index) {
        temp = temp->next;
        i++;
    }

    //2.给e赋值要删除结点的数据域
    *e = temp->data;
    
    //3.修改被删除结点的前驱结点的后继指针 图1️⃣
    temp->prior->next = temp->next;
    //4.修改被删除结点的后继结点的前驱指针 图2️⃣
    temp->next->prior = temp->prior;
    //5. 删除结点temp
    free(temp);
    
    return OK;
    
}
5.根据存储的值删除节点
//5、根据存储的值删除节点
这里不需要判断尾节点的next是否为Null,因为它会指向头节点。

Status deleteLinkListByData(LinkList *list, ElemType data){
    
    if (*list == NULL) {
        return ERROR;
    }
    LinkList locaNode = (*list)->next;
    while (locaNode != *list) {
        if (locaNode->data == data) {
            break;
        }
        locaNode = locaNode->next;
    }
    if (locaNode == *list) {
        printf("没有这个你想要删除的节点\n");
        return ERROR;
    }
    //开始删除,只需要做两步
    locaNode->prior->next = locaNode->next;
    locaNode->next->prior = locaNode->prior;
    free(locaNode);
    return OK;
}

6.根据值查找节点

尾节点的next是头节点,找到它就是最后一个了。

//6、查找元素
Status selectNode(LinkList list, ElemType data, LinkList *locaNode){
    
    if (list == NULL) {
        return ERROR;
    }
    LinkList p = list->next;
    while (p != list) {
        if (p->data == data) {
            *locaNode = p;
            break;
        }
        p = p->next;
    }
    if (*locaNode == NULL) {
        printf("没有这个你想要的节点\n");
        return ERROR;
    }
    else {
        return OK;
    }
}

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