数据结构与算法——线性表链式存储（单循环链表）

今天总结循环单链表

什么是单循环链表？

单链表终端结点的指针域是指向空的，如果将其指向头结点，这样就形成了一个环，那么这种首尾相接的环就够成了单循环链表.

单链表中我们都是用头指针来表示的，但是在单循环链表里，用尾指针（指向最后一个节点）。为什么要这样，因为如果用头指针，那么当查找最后一个元素的时候，就要循环遍历，时间复杂度为O(n)，如果用尾指针，时间复杂度为O(1)，而因为是循环的，所以头指针很容易表示出来即rear->next,时间复杂度也是O(1)

单循环链表中需要注意两点:

• 头指针使用rear->next表示的
• 判断某结点是否为尾结点条件是：rear->next==rear 而不是单链表中的p->next==NULL

图示(百度图片截取):

心得:在写链表这块的时候，由于指针有时会被绕，但我发现，一定要记住指针存放的就是地址，而这个地址通常表示的是一个结点。比如rear->next 代表的是头指针，而头指针里存放的地址是头结点的，也就是指向头结点，其实就代表了是头结点。指针这块需要好好的理解，揣摩，我是认为宁可慢一点，想明白了，也比快了，糊里糊涂的效果更好。

具体代码实现:

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">#include <iostream>

using namespace std;
template <class T>
struct Node{
    T data;
    struct Node<T> *next; //指针域
};
template <class T>
class CLinkList {
public:
    //初始化空的循环单链表
    CLinkList() {
        rear = new Node<T>;
        rear->next = rear;
    }
    CLinkList(T a[],int n);  //初始化一个链表
    ~CLinkList();     //析构函数
    int GetLength();  //获取单链表的长度
    T  Get(int i);  //获取线性表第i个位置上的元素
    int Locate(T x);  //查找线性表中值为x的元素 返回其位置
    void Insert(int i,T x); //将元素x插入到位置i上
    T Delete(int i); //删除位置i上的元素 并将删除元素返回
    void PrintLinkList(); //循环遍历循环单链表中的各个元素

private:
    Node<T> *rear;   //尾指针
};

/**
    尾插法 用数组元素初始化循环单链表
    思路:
    1.新建一头结点，尾指针指向此头结点
    2.将头结点地址赋值给头结点指针域 即构成了一个空的单循环链表
    3.for循环 开始插入节点。
     3.1新建一个结点，将数组元素赋值给结点的数据域
     3.2使新建结点的指针域指向头结点的指针域 形成循环
     3.3将当前结点指向新建结点
     3.4尾指针向后移一位
*/
template <class T>
CLinkList<T>::CLinkList(T a[],int n) {
    rear = new Node<T>;
    rear->next = rear;
   //采用尾插法
    for(int i=0;i<n;i++) {
        Node<T> *s= new Node<T>;
        s->data = a[i];
        s->next = rear->next ;
        rear->next = s;
        rear = rear->next; //尾指针向后移
    }
}
template <class T>
int CLinkList<T>::GetLength() {
    int count = 0; //计数器
    Node<T> *p = rear->next;
    while(p!=rear) {
        count++;
        p = p->next;
    }
    return count;
}

/**
    析构函数 用来释放结点
*/
template <class T>
CLinkList<T>::~CLinkList() {
    Node<T> *p = rear->next; //初始化工作指针
    Node<T> *q;  //临时结点
    while(p!=rear) {
        q = p;
        p = p->next;
        delete q;
    }
}

template <class T>
T CLinkList<T>::Get(int i) {
    if(i>GetLength()||i<1) return -1; //判断查找的位置是否是合理的
    Node<T> *p = rear->next;
    for(int j=0;j<i;j++) {
        p = p->next;     //得到位置i的节点
    }
    return p->data;
}

template <class T>
int CLinkList<T>::Locate(T x) {
    Node<T> *p = rear->next;
    int j=0;
    while(p!=rear) {
        if(p->data==x) return j;
        j++;
        p = p->next;
    }
    return -1;
}

template<class T>
void CLinkList<T>::Insert(int i,T x) {
    Node<T> *p = rear->next;
    //获取前一个结点
    for(int j=0;j<i-1;j++) {
        p = p->next;
    }
    Node<T> *s = new Node<T>;
    s->data = x;
    s->next = p->next;
    p->next = s;

}

template <class T>
void CLinkList<T>::PrintLinkList() {
    Node<T> *p = rear->next;  //这里是头结点
    for(int i=0;i<GetLength();i++) {
        cout<<p->next->data<<" "; //下一个节点的数据域
        p = p->next;
    }
    cout<<endl;
}

template<class T>
T CLinkList<T>::Delete(int i) {
    Node<T> *p = rear->next;
    for(int j=0;j<i-1;j++) {
        p = p->next;
    }
    Node<T> *q = p->next; //要删除的结点
    p->next = q->next;
    T x = q->data;
    delete q;
    return x;
}

int main()
{
    int a[6] = {2,4,6,1,7,9};
    CLinkList<int> list(a,6);
    cout<<"遍历单链表的元素"<<endl;
    list.PrintLinkList();
    cout<<"循环单链表的长度:"<<endl;
    cout<<list.GetLength()<<endl;
    cout<<"获取位置2的元素:"<<endl;
    cout<<list.Get(2)<<endl;
    cout<<"获取元素6所在的位置"<<endl;
    cout<<list.Locate(2)<<endl;
    cout<<"插入元素8到位置3"<<endl;
    list.Insert(3,8);
    list.PrintLinkList();
    cout<<"栓出位置4上的元素"<<endl;
    list.Delete(4);
    list.PrintLinkList();
    return 0;
}
</span>

结果: