C語言單循環(huán)鏈表的表示與實(shí)現(xiàn)實(shí)例詳解
1.概述:
對于一個(gè)循環(huán)鏈表來說,其首節(jié)點(diǎn)和末節(jié)點(diǎn)被連接在一起。這種方式在單向和雙向鏈表中皆可實(shí)現(xiàn)。要轉(zhuǎn)換一個(gè)循環(huán)鏈表,可以選擇開始于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)然后沿著列表的任一方向直到返回開始的節(jié)點(diǎn)。再來看另一種方法,循環(huán)鏈表可以被視為“無頭無尾”。這種列表很利于節(jié)約數(shù)據(jù)存儲緩存, 假定你在一個(gè)列表中有一個(gè)對象并且希望所有其他對象迭代在一個(gè)非特殊的排列下。
指向整個(gè)列表的指針可以被稱作訪問指針。

用單向鏈表構(gòu)建的循環(huán)鏈表
循環(huán)鏈表中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)之前就是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn),反之亦然。循環(huán)鏈表的無邊界使得在這樣的鏈表上設(shè)計(jì)算法會(huì)比普通鏈表更加容易。對于新加入的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該是在第一個(gè)節(jié)點(diǎn)之前還是最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)之后可以根據(jù)實(shí)際要求靈活處理,區(qū)別不大(詳見下面實(shí)例代碼)。當(dāng)然,如果只會(huì)在最后插入數(shù)據(jù)(或者只會(huì)在之前),處理也是很容易的。
另外有一種模擬的循環(huán)鏈表,就是在訪問到最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)之后的時(shí)候,手工的跳轉(zhuǎn)到第一個(gè)節(jié)點(diǎn)。訪問到第一個(gè)節(jié)點(diǎn)之前的時(shí)候也一樣。這樣也可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)鏈表的功能,在直接用循環(huán)鏈表比較麻煩或者可能會(huì)出現(xiàn)問題的時(shí)候可以用。
2.程序?qū)崿F(xiàn):
/* c2-2.h 線性表的單鏈表存儲結(jié)構(gòu) */
struct LNode
{
ElemType data;
struct LNode *next;
};
typedef struct LNode *LinkList; /* 另一種定義LinkList的方法 */
/* bo2-4.c 設(shè)立尾指針的單循環(huán)鏈表(存儲結(jié)構(gòu)由c2-2.h定義)的12個(gè)基本操作 */
Status InitList_CL(LinkList *L)
{ /* 操作結(jié)果:構(gòu)造一個(gè)空的線性表L */
*L=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode)); /* 產(chǎn)生頭結(jié)點(diǎn),并使L指向此頭結(jié)點(diǎn) */
if(!*L) /* 存儲分配失敗 */
exit(OVERFLOW);
(*L)->next=*L; /* 指針域指向頭結(jié)點(diǎn) */
return OK;
}
Status DestroyList_CL(LinkList *L)
{ /* 操作結(jié)果:銷毀線性表L */
LinkList q,p=(*L)->next; /* p指向頭結(jié)點(diǎn) */
while(p!=*L) /* 沒到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
free(*L);
*L=NULL;
return OK;
}
Status ClearList_CL(LinkList *L) /* 改變L */
{ /* 初始條件:線性表L已存在。操作結(jié)果:將L重置為空表 */
LinkList p,q;
*L=(*L)->next; /* L指向頭結(jié)點(diǎn) */
p=(*L)->next; /* p指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn) */
while(p!=*L) /* 沒到表尾 */
{
q=p->next;
free(p);
p=q;
}
(*L)->next=*L; /* 頭結(jié)點(diǎn)指針域指向自身 */
return OK;
}
Status ListEmpty_CL(LinkList L)
{ /* 初始條件:線性表L已存在。操作結(jié)果:若L為空表,則返回TRUE,否則返回FALSE */
if(L->next==L) /* 空 */
return TRUE;
else
return FALSE;
}
int ListLength_CL(LinkList L)
{ /* 初始條件:L已存在。操作結(jié)果:返回L中數(shù)據(jù)元素個(gè)數(shù) */
int i=0;
LinkList p=L->next; /* p指向頭結(jié)點(diǎn) */
while(p!=L) /* 沒到表尾 */
{
i++;
p=p->next;
}
return i;
}
Status GetElem_CL(LinkList L,int i,ElemType *e)
{ /* 當(dāng)?shù)趇個(gè)元素存在時(shí),其值賦給e并返回OK,否則返回ERROR */
int j=1; /* 初始化,j為計(jì)數(shù)器 */
LinkList p=L->next->next; /* p指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn) */
if(i<=0||i>ListLength_CL(L)) /* 第i個(gè)元素不存在 */
return ERROR;
while(j<i)
{ /* 順指針向后查找,直到p指向第i個(gè)元素 */
p=p->next;
j++;
}
*e=p->data; /* 取第i個(gè)元素 */
return OK;
}
int LocateElem_CL(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
{ /* 初始條件:線性表L已存在,compare()是數(shù)據(jù)元素判定函數(shù) */
/* 操作結(jié)果:返回L中第1個(gè)與e滿足關(guān)系compare()的數(shù)據(jù)元素的位序。 */
/* 若這樣的數(shù)據(jù)元素不存在,則返回值為0 */
int i=0;
LinkList p=L->next->next; /* p指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn) */
while(p!=L->next)
{
i++;
if(compare(p->data,e)) /* 滿足關(guān)系 */
return i;
p=p->next;
}
return 0;
}
Status PriorElem_CL(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)
{ /* 初始條件:線性表L已存在 */
/* 操作結(jié)果:若cur_e是L的數(shù)據(jù)元素,且不是第一個(gè),則用pre_e返回它的前驅(qū), */
/* 否則操作失敗,pre_e無定義 */
LinkList q,p=L->next->next; /* p指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn) */
q=p->next;
while(q!=L->next) /* p沒到表尾 */
{
if(q->data==cur_e)
{
*pre_e=p->data;
return TRUE;
}
p=q;
q=q->next;
}
return FALSE;
}
Status NextElem_CL(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)
{ /* 初始條件:線性表L已存在 */
/* 操作結(jié)果:若cur_e是L的數(shù)據(jù)元素,且不是最后一個(gè),則用next_e返回它的后繼, */
/* 否則操作失敗,next_e無定義 */
LinkList p=L->next->next; /* p指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn) */
while(p!=L) /* p沒到表尾 */
{
if(p->data==cur_e)
{
*next_e=p->next->data;
return TRUE;
}
p=p->next;
}
return FALSE;
}
Status ListInsert_CL(LinkList *L,int i,ElemType e) /* 改變L */
{ /* 在L的第i個(gè)位置之前插入元素e */
LinkList p=(*L)->next,s; /* p指向頭結(jié)點(diǎn) */
int j=0;
if(i<=0||i>ListLength_CL(*L)+1) /* 無法在第i個(gè)元素之前插入 */
return ERROR;
while(j<i-1) /* 尋找第i-1個(gè)結(jié)點(diǎn) */
{
p=p->next;
j++;
}
s=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode)); /* 生成新結(jié)點(diǎn) */
s->data=e; /* 插入L中 */
s->next=p->next;
p->next=s;
if(p==*L) /* 改變尾結(jié)點(diǎn) */
*L=s;
return OK;
}
Status ListDelete_CL(LinkList *L,int i,ElemType *e) /* 改變L */
{ /* 刪除L的第i個(gè)元素,并由e返回其值 */
LinkList p=(*L)->next,q; /* p指向頭結(jié)點(diǎn) */
int j=0;
if(i<=0||i>ListLength_CL(*L)) /* 第i個(gè)元素不存在 */
return ERROR;
while(j<i-1) /* 尋找第i-1個(gè)結(jié)點(diǎn) */
{
p=p->next;
j++;
}
q=p->next; /* q指向待刪除結(jié)點(diǎn) */
p->next=q->next;
*e=q->data;
if(*L==q) /* 刪除的是表尾元素 */
*L=p;
free(q); /* 釋放待刪除結(jié)點(diǎn) */
return OK;
}
Status ListTraverse_CL(LinkList L,void(*vi)(ElemType))
{ /* 初始條件:L已存在。操作結(jié)果:依次對L的每個(gè)數(shù)據(jù)元素調(diào)用函數(shù)vi()。一旦vi()失敗,則操作失敗 */
LinkList p=L->next->next;
while(p!=L->next)
{
vi(p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
/* main2-4.c 單循環(huán)鏈表,檢驗(yàn)bo2-4.c的主程序 */
#include"c1.h"
typedef int ElemType;
#include"c2-2.h"
#include"bo2-4.c"
Status compare(ElemType c1,ElemType c2)
{
if(c1==c2)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
void visit(ElemType c)
{
printf("%d ",c);
}
void main()
{
LinkList L;
ElemType e;
int j;
Status i;
i=InitList_CL(&L); /* 初始化單循環(huán)鏈表L */
printf("初始化單循環(huán)鏈表L i=%d (1:初始化成功)\n",i);
i=ListEmpty_CL(L);
printf("L是否空 i=%d(1:空 0:否)\n",i);
ListInsert_CL(&L,1,3); /* 在L中依次插入3,5 */
ListInsert_CL(&L,2,5);
i=GetElem_CL(L,1,&e);
j=ListLength_CL(L);
printf("L中數(shù)據(jù)元素個(gè)數(shù)=%d,第1個(gè)元素的值為%d。\n",j,e);
printf("L中的數(shù)據(jù)元素依次為:");
ListTraverse_CL(L,visit);
PriorElem_CL(L,5,&e); /* 求元素5的前驅(qū) */
printf("5前面的元素的值為%d。\n",e);
NextElem_CL(L,3,&e); /* 求元素3的后繼 */
printf("3后面的元素的值為%d。\n",e);
printf("L是否空 %d(1:空 0:否)\n",ListEmpty_CL(L));
j=LocateElem_CL(L,5,compare);
if(j)
printf("L的第%d個(gè)元素為5。\n",j);
else
printf("不存在值為5的元素\n");
i=ListDelete_CL(&L,2,&e);
printf("刪除L的第2個(gè)元素:\n");
if(i)
{
printf("刪除的元素值為%d,現(xiàn)在L中的數(shù)據(jù)元素依次為:",e);
ListTraverse_CL(L,visit);
}
else
printf("刪除不成功!\n");
printf("清空L:%d(1: 成功)\n",ClearList_CL(&L));
printf("清空L后,L是否空:%d(1:空 0:否)\n",ListEmpty_CL(L));
printf("銷毀L:%d(1: 成功)\n",DestroyList_CL(&L));
}
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