小猪的数据结构辅助教程——2.4 线性表中的循环链表

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本节学习路线图与学习要点

学习要点：

• 1.了解单链表存在怎样的缺点，暴露出来的问题
• 2.知道什么是循环单链表，掌握单链表的特点以及存储结构
• 3.掌握循环链表的一些基本操作的实现逻辑，最好能手撕代码

1.循环单链表的引入

2.循环链表的特点以及存储结构

循环链表的特点：

上面也说了，比单链表稍微高比格一点的地方就是：

链表最后一个结点的指针域指向了头结点而已，这样形成所谓的环，就是循环单链表了，呵呵！

特点的话有：

我们之前判断单链表是否为空：head -> next 是否为NULL即可

而循环单链表只需：head -> next 是否为head(自身)即可

相关的操作和单链表还是比较相似的！

存储结构：(和单链表一样~)：

typedef int ElemType;
typedef int Status;
typedef struct LNode
{
    ElemType data;         //数据域
    struct LNode *next;   //指针域
}LNode;
typedef struct LNode *LinkList;

单链表的结构图：

如上图，加入我们的链表很长的话，从表头找到表尾是很费时的，所以循环链表往往是设置尾指针！

而不是设置头指针！尾指针！尾指针！尾指针！

3.相关基本操作的代码实现

1）构造空表

Status InitList(LinkList L)
{
    L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    if(!L)exit(ERROR);
    L ->next = L;   //自己指自己~（头节点指针域指向头结点）
    return OK;
}

2）将表置空

void ClearList(LinkList L)
{
    LinkList p,q;
    L = L ->next;     //指向头结点
    p = L ->next;    //指向第一个结点
    while(p!=L)
    {
        q = p ->next;
        free(p);
        p = q;
    }
    L ->next = L; //自己指自己
} 

3）判断是否为空表

有头节点的哦~

Status ListEmpty(LinkList L)
{
    return L!=L ->next?FALSE:TRUE;
}

4）销毁表

void DestoryList(LinkList L)
{
    ClearList(L);  //将表置空
    free(L);    //释放头节点
    L = NULL;
}

5）获得表长度

int ListLength(LinkList L)
{
    int i = 0;
    LinkList p = L ->next;  //指向头结点
    while(p != L)
    {
        i++;
        p = p ->next;
    }
    return i;
} 

6）获得表中第i个元素的值

Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
    int j = 1;
    LinkList p = L ->next ->next;   //指向第一个结点
    if(i <= 0||i >ListLength)return ERROR;  //判断插入位置是否合法
    while(j < i)
    {
        j++;
        p = p ->next;
    }
    e = p ->data;
    return OK;
} 

7）查找表中是否存在满足条件的元素

int LocateElem(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
{
    int i = 0;
    LinkList p = L ->next ->next;  //指向第一个结点
    while(p != L ->next)
    {
        i++;
        if(compare(p->data,e))return i;
        p = p ->next;
    }
    return 0;   //找不到，返回0
}

8）获得某个节点的直接前驱

Status BeforeElem(LinkList L,ElemType choose,ElemType *before)
{
    LinkList q,p = L ->next ->next;  //指向第一个结点
    q = p ->next;
    while(q != L ->next)
    {
        if(q ->data == choose)
        {
            before = p ->data;
            return OK;
        }
        p = q; //继续后移
        q = q ->next;
    }
    return ERROR;
}

9）获得某个节点的直接后继

Status NextElem(LinkList L,ElemType choose,ElemType *behind)
{
    LinkList p = L ->next ->next;  //指向第一个结点
    while(p != L)
    {
        if(p ->data == choose)
        {
            behind = p ->next ->data;
            return OK;
        }
    }
}

10）往第i个位置插入元素

Status ListInsert(LinkList L,int i,ElemType e)
{
    LinkList s,p = L ->next;
    int j = 0;
    if(i <= 0 || i > ListLength(L) + 1)return ERROR;  //判断插入位置是否合法
    //寻找插入结点的前一个结点
    while(j < i - 1)
    {
        j++;
        p = p ->next;
    }
    //生成新结点
    s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    s ->data = e; //将e赋值给新结点
    s ->next = p ->next; //新结点指向原来的第i个结点
    p ->next = s;   //原i - 1个结点指向新结点
    //假如插入的位置是表尾，把新的表尾地址给尾指针
    if(p == L)
    {
        L = s;
    }
    return OK;
} 

步骤解析：

普通的插入和单链表都是大同小异，普通结点插入的流程：

而特殊情况就是，假如插入位置是尾结点的话，那么还需要让尾指针指向这个新插入的尾结点

就是上面的:L = s;

11）删除表中第i个元素

Status ListDelete(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
    LinkList s,p = L ->next;
    int j = 0;
    if(i <= 0||i > ListLength(L))return ERROR;//判断删除位置是否合法
    //寻找插入结点的前一个结点
    while(j < i - 1)
    {
        j++;
        p = p ->next;
    }
    s = p ->next;
    p ->next = s ->next;
    e = s ->data;
    if(s == L)
    L = p;
    free(q);  //释放结点
    return OK;
}

步骤解析：

和插入一样，删除完后，还要考虑尾指针指向的位置

假如删除的是尾结点的话，那么还要让L = p;指向删除结点的前一个节点~

12）遍历循环链表里的所有元素

void ListTraverser(LinkList L,void(*visit)(ElemType))
{
    LinkList p = L ->next ->next;   //指向第一个结点
    while(p != L ->next)
    {
        visit(p ->data);
        p = p ->next;
    }
    printf("\n");
}

4.本节代码下载：

https://github.com/coder-pig/Data-structure-auxiliary-tutorial/blob/master/List/list4.c