线性表.04.链式存储结构（双向循环链表）

以下是用双向循环链表实现的线性表

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

typedef int ElemType;//ElemType这里假设为int，可以根据需要进行更改
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 struct dulNode//线性表的双向链表存储结构
{
	ElemType data;
	struct dulNode *prior;//直接前驱指针
	struct dulNode *next;//直接后继指针
}DulNode;

/*初始化双向循环链表*/
Status InitList(DulNode **L)
{
	*L=(DulNode *)malloc(sizeof(DulNode));
	if(!(*L))
		return ERROR;

	(*L)->next=(*L)->prior=*L;

	return OK;
}

/*初始条件：链式线性表L已存在*/
/**操作结果：返回L中数据元素个数*/
int ListLength(DulNode *L)
{
	int i=0;
	DulNode *p=L->next;
	while(p!=L)
	{
		p=p->next;
		i++;
	}

	return i;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在，1≤i≤ListLength(L)+1*/
/*操作结果：在L中第i个位置插入新的数据元素e，L的长度加1*/
Status ListInsert(DulNode *L,int i,ElemType e)
{
	int j;
	DulNode *p,*s;//p指向要插入位置的前一个结点，s为新结点

	if(i<1)//插入位置不合理
		return ERROR;

	p=L;
	j=1;

	while(j<i)/*寻找第i个结点的前一个结点*/
	{
		p=p->next;
		j++;
		if(p==L)//未找到
			return ERROR;
	}

	s=(DulNode *) malloc(sizeof(DulNode));
	s->data=e;
	s->prior=p;
	s->next=p->next;
	p->next->prior=s;
	p->next=s;

	return OK;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在/
/*操作结果：输出L的每个数据元素*/
Status ListTraverse(DulNode *L)
{
	DulNode *p=L->next;
	while(p!=L)
	{
		printf("%d ",p->data);
		p=p->next;
	}
	printf("\n");

	return OK;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在。
/*操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */
Status ListEmpty(DulNode *L)
{
	if(L->next==L && L->prior==L)
		return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在。*/
/*操作结果：将L重置为空表。*/
Status ClearList(DulNode *L)
{
	DulNode *p;//p指向第一个结点

	p=L->next;
	while(p!=L)
	{
		p=p->next;
		free(p->prior);
	}
	L->next=L->prior=L;//头结点的两个指针域指向其自己

	return OK;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在，1≤i≤ListLength(L)*/
/*操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值*/
Status GetElem(DulNode *L,int i,ElemType *e)
{
	DulNode *p;
	int j;

	if(i<1)//取值位置不合理
		return ERROR;

	p=L->next;//p指向第一个结点
	j=1;
	while(p!=L&&j<i)
	{
		p=p->next;
		j++;
	}

	if(p==L)//第i个数据元素不存在
		return ERROR;
	*e=p->data;

	return OK;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在*/
/*操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。*/
/*若这样的数据元素不存在，则返回值为0*/
Status LocateElem(DulNode *L,ElemType e)
{
    int i=0;
    DulNode *p=L->next;
    while(p!=L)
    {
        i++;
        if(p->data==e) /* 找到这样的数据元素 */
                return i;
        p=p->next;
    }

    return 0;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在，1≤i≤ListLength(L)*/
/*操作结果：删除L的第i个数据元素，并用e返回其值*/
Status ListDelete(DulNode *L,int i,ElemType *e)
{
	DulNode *p;//p指向第i个结点
	int j;

	p=L->next;
	j=1;

	if(i<1)//删除位置不合理
		return ERROR;

	while(p!=L&&j<i)
	{
		p=p->next;
		j++;
	}

	if(p==L)//第i个数据元素不存在
		return ERROR;

	*e=p->data;
	p->prior->next=p->next;
	p->next->prior=p->prior;
	free(p);

	return OK;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在/
/*操作结果：返回L中第一个数据元素值为cur_e的前驱结点的值pre_e*/
Status PriorElem(DulNode *L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)
{
	DulNode *p;
	p=L->next;
	while(p!=L)
	{
		if(p->data==cur_e)//找到数据元素cur_e结点
		{
			if(p->prior==L)//如果该结点是第一个结点
				return ERROR;

			*pre_e=p->prior->data;
			return OK;
		}
		p=p->next;
	}

	return ERROR;
}

/*初始条件：双向循环链表L已存在/
/*操作结果：返回L中第一个数据元素值为cur_e的后继结点的值pre_e*/
Status NextElem(DulNode *L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)
{
	DulNode *p;
	p=L->next;
	while(p!=L)
	{
		if(p->data==cur_e)//找到数据元素cur_e结点
		{
			if(p->next==L)//如果该结点是最后一个结点
				return ERROR;

			*next_e=p->next->data;
			return OK;
		}
		p=p->next;
	}

	return ERROR;
}

int main()
{
	DulNode *L;//头指针

	int i,j,k;
	ElemType e;
	Status s;

	InitList(&L);
	printf("初始化L后：ListLength(L) = %d\n",ListLength(L));	

	for(j=1;j<=5;j++)
            i=ListInsert(L,1,j);
	printf("在L的表头依次插入1～5后：L.data = ");
    ListTraverse(L); 

	printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
    i=ListEmpty(L);
    printf("L是否空：i = %d(1:是 0:否)\n",i);

	i=ClearList(L);
    printf("清空L后：ListLength(L) = %d\n",ListLength(L));
    i=ListEmpty(L);
    printf("L是否空：i = %d(1:是 0:否)\n",i);

	for(j=1;j<=10;j++)
            ListInsert(L,j,j);
    printf("在L的表尾依次插入1～10后：L.data = ");
    ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L));

	ListInsert(L,1,0);
    printf("在L的表头插入0后：L.data = ");
    ListTraverse(L);
    printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L));

	GetElem(L,5,&e);
    printf("第5个元素的值为：%d\n",e);

	for(j=3;j<=4;j++)
    {
        k=LocateElem(L,j);
        if(k)
            printf("值为%d的元素的位序为%d\n",j,k);
        else
            printf("没有值为%d的元素\n",j);
    }

	k=ListLength(L); //k为表长
    for(j=k+1;j>=k;j--)
    {
        i=ListDelete(L,j,&e); //删除第j个数据
        if(i==ERROR)
            printf("删除第%d个数据失败\n",j);
        else
            printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
    }
    printf("依次输出L的元素：");
    ListTraverse(L); 

	j=5;
    ListDelete(L,j,&e); //删除第5个数据
    printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
    printf("依次输出L的元素：");
    ListTraverse(L); 

	i=ClearList(L);
    printf("\n清空L后：ListLength(L) = %d\n",ListLength(L));

	for(j=1;j<=10;j++)
            ListInsert(L,j,j);
    printf("在L的表尾依次插入1～10后：L.data = ");
    ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L));

	printf("\n前驱判断\n");
	for(j=1;j<=10;j++)
	{
		s=PriorElem(L,j,&e);
		if(s==ERROR)
			printf("元素%d没有前驱\n",j);
		else
			printf("元素%d的前驱是%d\n",j,e);
	}

	printf("\n后继判断\n");
	for(j=1;j<=10;j++)
	{
		s=NextElem(L,j,&e);
		if(s==ERROR)
			printf("元素%d没有后继\n",j);
		else
			printf("元素%d的后继是%d\n",j,e);
	}

}