数据结构之双向循环链表基本操作

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define TRUE 1
#define OK 1
#define FALSE 0
#define ERROR 0
#define NULL 0
#define OVERFLOW 0

typedef int ElemType;
typedef int Status;

typedef struct DuLNode
{ ElemType data;
DuLNode *prior,*next;
}DuLNode,*DuLinkList;

//函数声明
void InitList(DuLinkList &L);//初始化链表
void ClearList(DuLinkList L);//清空表
void DestroyList(DuLinkList &L);//销毁双向链表
Status ListEmpty(DuLinkList L);//判断表是否为空
int ListLength(DuLinkList L);//判断表的长度
Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType &e);//返回第i个元素的值
int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType));//返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序
Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType &pre_e);//前驱判断
Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType &next_e);//后继判断
DuLinkList GetElem(DuLinkList L,int i);//返回第i个元素的地址
Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e);//在表的第i个位置之前插入元素e
Status ListDelete(DuLinkList L,ElemType &e);//删除表中第i个元素
void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType));//正序对每个元素调用函数visit()
void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType));//逆序对每个元素调用函数visit()
void print(ElemType e);

void InitList(DuLinkList &L)
{//产生空间的双向循环链表
L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
if(L)
L->next=L->prior=L;
else
exit(OVERFLOW);
}

void ClearList(DuLinkList L)
{ //清空链表
DuLinkList p=L->next;//p指向第一个结点
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身

}
void DestroyList(DuLinkList &L)
{ ClearList(L);//将L清空
free(L);
L=NULL;
}
Status ListEmpty(DuLinkList L)
{ //判断表是否为空
if(L->next==L&&L->prior==L)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
int ListLength(DuLinkList L)
{ //返回表的长度
int i=0;
DuLinkList p=L->next;//p指向第一个结点
while(p!=L)
{ i++;
p=p->next;
}
return i;
}

Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType &e)
{ //当第i个元素存在，将值赋给e
int j=1;
DuLinkList p=L->next;//p指向第一个结点
while(p!=L&&j<i)//顺指针向后查找，直到p指向第i个元素
{ j++;
p=p->next;
}
if(p==L||j>i)
return ERROR;
e=p->data;
return OK;
}
int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
{ //返回表中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序
int i=0;
DuLinkList p=L->next;
while(p!=L)//p未指向头结点
{ i++;//计数器加1
if(compare(p->data,e))//找到这样的元素
return i;
p=p->next;
}
return 0;
}
Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType &pre_e)
{ DuLinkList p=L->next->next;//p指向第2个元素
while(p!=L)
{ if(p->data==cur_e)//p指向值为cur_e的结点
{pre_e=p->prior->data;//将p的前驱结点的值赋给
return OK;
}

p=p->next;
}
return ERROR;
}

Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType &next_e)
{//返回后继
DuLinkList p=L->next->next;//p指向第二个元素
while(p!=L)
{ if(p->prior ->data==cur_e)//p所指结点的前驱指向cur_e
{ next_e=p->data;//将p所指结点的值赋给next_e
return OK;
}
p=p->next;
}
return ERROR;
}
DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i)
{//在双向链表中返回第i个元素的地址
int j;
DuLinkList p=L;//p指向头结点
if(i<0||i>ListLength(L))
return NULL;
for(j=1;j<=i;j++)//p指向第i个结点
p=p->next;//p指向下一个结点
return p;
}
Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e)
{ //在链表第i个位置上插入元素
DuLinkList p,s;
if(i<1||i>ListLength(L)+1)
return ERROR;
p=GetElemP(L,i-1);//在L中确定第i个结点前驱的位置指针p
if(!p) return ERROR;

s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));//生成新结点
if(!s) return ERROR;

s->data=e;//将e赋给新的结点
s->prior=p;//新结点的前驱为第i-1个结点
s->next=p->next;//新结点的后继为第i个结点
p->next->prior=s;//第i个结点的前驱指向新结点
p->next=s;//第i-1个结点的后继指向新结点
return OK;
}

Status ListDelete(DuLinkList L,ElemType &e)
{ //删除第i个结点
DuLinkList p;
int i;
if(i<1)
return ERROR;
p=GetElemP(L,i);//在L中确定第i个元素的位置指针
if(!p) return ERROR;
e=p->data;//把第i个结点的元素的值赋给e
p->prior->next=p->next;//第原i-1个结点的后继指向原第i+1个结点
p->next->prior=p->prior;//第原i+1个结点的前驱指向原第i-1个结点
free(p);
return OK;
}

void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{//由双向循环链表的表头出发，正序对每个数据元素调用函数visit()
DuLinkList p=L->next;//p指向首元结点
while(p!=L)
{ visit(p->data);//对p所指结点调用函数visit()
p=p->next;
}
printf("\n");
}

void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType))
{ //由双向循环链表的表头出发，逆序对每个元素调用函数visit()
DuLinkList p=L->prior;//p指向尾结点
while(p!=L)
{ visit(p->data);
p=p->prior;
}
printf("\n");
}

void print(ElemType e)
{ printf("%2d",e);
}

void main()
{ DuLinkList L;
int i,k;
ElemType e0,e,e1;
InitList(L);
for(i=1;i<=5;i++)
ListInsert(L,i,i);
printf("正序输出:");
ListTraverse(L,print);
printf("逆序输出:");
ListTraverseBack(L,print);
k=ListEmpty(L);
printf("\n判断表是否为空:k=%d(1,是;0,否)",k);
printf("\n判断表的长度:%d\n",ListLength(L));
printf("\n清空表\n");
ClearList(L);
printf("\n再次判断表是否为空\n");
k=ListEmpty(L);
printf("\n判断表是否为空:k=%d(1,是;0,否)",k);
printf("\n判断表的长度:%d\n",ListLength(L));

printf("重新插入元素\n");
for(i=1;i<=10;i++)
ListInsert(L,i,i);
ListTraverse(L,print);
printf("\n前驱判断\n");
for(i=1;i<=10;i++)
{ GetElem(L,i,e);//将第i个元素的值赋给e
k=PriorElem(L,e,e0);//判断前驱
if(k==ERROR)
printf("元素%d没有前驱\n",e);
else
printf("元素%d的前驱为%d\n",e,e0);
}

printf("\n后继判断\n");
for(i=1;i<=10;i++)
{ GetElem(L,i,e);
k=NextElem(L,e,e1);
if(k==ERROR)
printf("元素%d没有后继\n",e);
else
printf("元素%d的前驱为%d\n",e,e1);
}

printf("\n删除元素\n");
for(i=1;i<=10;i++)
{ GetElem(L,i,e);
ListDelete(L,e);

printf("删除第%d个元素后,e值为%d\n",i,e);
}
printf("\n清空表");
ClearList(L);
k=ListEmpty(L);
printf("\n判断表是否为空:k=%d(1,是;0,否)",k);
printf("\n判断表的长度:%d\n",ListLength(L));

}