单向循环链表简介
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单向循环链表是一个收尾相接的链表,将单链表的最后一个指针域改由NULL改为指向表头结点这就是单链式的循环链表,并称为循环单链表。
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带头结点的循环单链表的各种操作的算法实现与带头结点单链表的算法实现类似,差别仅在于算法判别当前结点p是否为尾结点的条件不同。单链表中的判别条件为p!=NULL或p->next!=NULL,而单循环链表判别条件是p!=L或p->next!=L。
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在循环单链表中附设尾指针有时候比附设头指针更简单。如:在用头指针的循环单链表中找a1的时间复杂度是O(1),找an需要从头找到尾,时间复杂度是O(n),如果用为指针rear,找开始结点和终端结点的存储位置分别是rear->next->next和rear。
单向循环链表的创建
一、思路
- 第一次创建:如果链表为空,创建新的结点,并将新结点的next指向自身((*L)->next = (*L)),否则寻找尾结点;
- 不是第一次创建:找到链表结尾的位置,将尾节点next指向新结点,并将新结点的next等于首元节点(新结点的next = (*L));
- 空表时:
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
(*L)->data = item;
(*L)->next = *L;
- 插入一个结点
temp->data = item;
// 新节点指向头结点
temp->next = *L;
// 尾节点指向新结点
target->next = temp;
- 插入两个结点
temp->data = item;
// 新节点指向头结点
temp->next = *L;
// 尾节点指向新结点
target->next = temp;
二、创建
- 定义一个ElemType和结构体
// ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int
typedef int ElemType;
// 定义结点
typedef struct Node {
ElemType data;
struct Node *next;
} Node;
typedef struct Node * LinkList;
- 创建链表
// 方法一
void CreateList(LinkList *L) {
int item;
LinkList temp = NULL;
LinkList target = NULL;
printf("Please input data and enter 0 end:\n");
while(1) {
scanf("%d",&item);
if(item == 0)
break;
// 如果输入的链表是空,则创建一个新的结点,使其next指针指向自己:(*head)->next=*head
if(*L == NULL) {
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!L) {
exit(0);
}
(*L)->data = item;
(*L)->next = *L;
} else {
// 输入的链表不是空的,寻找链表的尾结点,使尾结点的next=新结点,新结点的next指向头结点
for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!temp) {
return;
}
temp->data = item;
// 新节点指向头结点
temp->next = *L;
// 尾节点指向新结点
target->next = temp;
}
}
}
// 方法二
void CreateList(LinkList *L){
int item;
LinkList temp = NULL;
LinkList r = NULL;
printf("Please input data and enter 0 end:\n");
while (1) {
scanf("%d",&item);
if (item == 0) {
break;
}
// 第一次创建
if(*L == NULL){
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!*L) {
return;
}
(*L)->data = item;
(*L)->next = *L;
r = *L;
} else {
temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!temp) {
return;
}
temp->data = item;
temp->next = *L;
r->next = temp;
r = temp;
}
}
}
单向循环链表的遍历
// 遍历循环链表,循环链表的遍历最好用do while语句,因为头结点就有值
void show(LinkList p) {
// 如果链表是空
if(p == NULL){
printf("打印的链表为空!\n");
return;
} else {
LinkList temp;
temp = p;
do {
printf("%5d",temp->data);
temp = temp->next;
} while (temp != p);
printf("\n");
}
}
单向循环链表的插入
一、思路
插入位置在首元节点
- 判断插入位置是否在首元结点1上;
- 创建新结点2,并赋值给新结点;
- 将新结点2的next指向首元结点1(图中1⃣️);
- 找到链表的尾结点20,将20的next指向新结点2(图中2⃣️);
- 将头结点next指向新结点2(图中3⃣️);
插入位置在其他结点
- 创建新结点2,并赋值给新结点;
- 找到插入位置的前一个结点的target(图中1⃣️);
- 将新结点2的next指向target的下一个结点18(图中2⃣️);
- 将target的next指向新结点2(图中3⃣️);
二、插入
// 循环链表插入数据
void ListInsert(LinkList *L, int place, int num) {
LinkList temp ,target;
int i;
// 如果插入的位置为1,则属于插入首元结点,所以需要特殊处理
if (place == 1) {
// 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则直接return;
temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (temp == NULL) {
return;
}
// 找到链表最后的结点_尾结点
temp->data = num;
for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
// 让新结点的next执行头结点
temp->next = *L;
// 尾节点的next 指向新的头结点
target->next = temp;
// 让头指针指向temp(临时的新节点)
*L = temp;
} else { // 如果插入的位置在其他位置
// 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则return
temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (temp == NULL) {
return;
}
// 先找到插入的位置,如果超过链表长度,则自动插入队尾
temp->data = num;
for ( i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place - 1; target = target->next,i++) ;
// 通过target找到要插入位置的前一个结点, 让target->next = temp;
temp->next = target->next;
// 插入结点的前驱指向新结点,新结点的next 指向target原来的next位置
target->next = temp;
}
}
单向循环链表的删除
一、思路
删除首元节点
- 如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空;
- 链表还有很多数据,但是删除的是首结点:
找到尾结点, 使得尾结点next 指向头结点的下一个结点 target->next = (*L)->next;
新结点做为头结点,则释放原来的头结点;
删除其他节点
- 找到删除节点前一个结点target;
- 使得target->next 指向下一个结点;
- 释放需要删除的结点temp;
二、循环链表的删除
// 循环链表删除元素
void LinkListDelete(LinkList *L, int place) {
LinkList temp,target;
int i;
// temp 指向链表首元结点
temp = *L;
if(temp == NULL) {
return;
}
if (place == 1) {
// 如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空
if((*L)->next == (*L)){
(*L) = NULL;
return;
}
// 链表还有很多数据,但是删除的是首结点
// 找到尾结点, 使得尾结点next 指向头结点的下一个结点 target->next = (*L)->next
for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
temp = *L;
*L = (*L)->next;
// 新结点做为头结点,则释放原来的头结点
target->next = *L;
free(temp);
} else { // 如果删除其他结点--其他结点
// 找到删除结点前一个结点target
for(i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place -1; target = target->next,i++) ;
// 使得target->next 指向下一个结点
temp = target->next;
target->next = temp->next;
// 释放需要删除的结点temp
free(temp);
}
}
单向循环链表的查找
int findValue(LinkList L,int value) {
int i = 1;
LinkList p;
p = L;
// 寻找链表中的结点 data == value
while (p->data != value && p->next != L) {
i++;
p = p->next;
}
// 当尾结点指向头结点就会直接跳出循环,所以要额外增加一次判断尾结点的data == value;
if (p->next == L && p->data != value) {
return -1;
}
return i;
}