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前言
一、链表的分类
二、双向循环链表
2.1 开辟新的节点
2.2 链表初始化
2.3 打印链表
2.4 链表的尾插
2.5 链表的头插
2.6 链表的尾删
2.7 链表的头删
2.8 查找链表
2.9 在pos位置之后插入数据
2.10 删除pos位置的数据
三、完整代码实现
四、顺序表和双向… 目录
前言
一、链表的分类
二、双向循环链表
2.1 开辟新的节点
2.2 链表初始化
2.3 打印链表
2.4 链表的尾插
2.5 链表的头插
2.6 链表的尾删
2.7 链表的头删
2.8 查找链表
2.9 在pos位置之后插入数据
2.10 删除pos位置的数据
三、完整代码实现
四、顺序表和双向链表的优缺点分析
总结 前言
我们之前讲了顺序表和单链表它们但是线性表的一种今天我们来讲链表中的双向循环链表。 一、链表的分类 链表的结构⾮常多样以下情况组合起来就有8种2 x 2 x 2链表结构 其中分为 虽然有这么多的链表的结构但是我们实际中最常⽤还是两种结构 单链表 和 双向带头循环链表 1. 无头单向非循环链表结构简单⼀般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结 构的子结构如哈希图、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试⾯试中出现很多。 2. 带头双向循环链表结构最复杂⼀般⽤在单独存储数据。实际中使⽤的链表数据结构都 是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂但是使用代码实现以后会发现结构会带 来很多优势实现反而简单了。 二、双向循环链表
我们之前讲了单链表今天我们来实现双向带头循环链表。
接口实现
//list.h//链表初始化
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit();//打印链表
void LTPrint(LTNode* phead);//尾插 在最后有效节点或者哨兵位前插入都是尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);//头插 在第一个有效节点之前插入
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);//查找节点
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);//在pos后面插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos);//销毁链表 保持接口一致性
//void LTDesTroy(LTNode** pphead);void LTDesTroy(LTNode* phead);
在实现代码前我们要先用结构体来定义链表的类型。由于是循环链表所以我们需要两个指针分别指向节点的前驱节点和后继节点。
typedef int LTDataType;
//双向循环链表结构体类型
typedef struct ListNode {LTDataType data;struct ListNode* prev;//前驱节点struct ListNode* next;//后继节点
}LTNode;
2.1 开辟新的节点
在初始化之前我们来实现开辟新的节点
//新的节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x) {//为新的节点开辟空间LTNode* newNode (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newNode NULL) {perror(malloc fail!);exit(1);}newNode-data x;//让新节点头尾相连newNode-next newNode-prev newNode;return newNode;
}
2.2 链表初始化
链表的初始化我们可以有两种写法
//写法一 传入头节点的地址
void LTInit(LTNode** pphead) {assert(pphead);//哨兵位*pphead LTBuyNode(-1);
}
//写法二 返回哨兵位,不传入值
LTNode* LTInit() {LTNode* pphead LTBuyNode(-1);return pphead;
}
我们给哨兵位的值赋为-1(任意都可以哨兵位不作为有效数据)。
我们更推荐使用第二种方法因为保持接口的一致性。
2.3 打印链表
如果我们往链表中插入数据可以通过打印知道是否插入成功
void LTPrint(LTNode* phead) {assert(phead);//从哨兵位下一个节点开始打印LTNode* pcur phead-next;while (pcur ! phead) {printf(%d-, pcur-data);pcur pcur-next;}printf(\n);
}
其中要注意的是循环开始是从哨兵位下一个节点开始的结束条件是pcur走到哨兵位即遍历了整个链表。
2.4 链表的尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x) {assert(phead);//要插入的新的节点LTNode* newNode LTBuyNode(x);//phead phead-prev newNodenewNode-next phead;newNode-prev phead-prev;phead-prev-next newNode;phead-prev newNode;
}
尾插入一个节点我们要改变的是哨兵位哨兵位的前驱节点(即尾节点)新节点三个节点的指向 2.5 链表的头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x) {assert(phead);//插入的新节点LTNode* newNode LTBuyNode(x);//phead phead-next newNodenewNode-next phead-next;newNode-prev phead;phead-next-prev newNode;phead-next newNode;
}
头插入一个节点我们要改变的是哨兵位哨兵位的后继节点(即第一个有效数据节点)新节点三个节点的指向 2.6 链表的尾删
void LTPopBack(LTNode* phead) {assert(phead);//链表不为空assert(phead-next ! phead);//phead phead-prev-prev(prev) phead-prev(del)LTNode* prev phead-prev-prev;LTNode* del phead-prev;phead-prev prev;prev-next phead;free(del);del NULL;
}
尾部删除一个节点我们要改变的是删除元素的前驱节点哨兵位的指向最后释放删除节点 2.7 链表的头删
void LTPopFront(LTNode* phead) {assert(phead);//链表不为空assert(phead-next ! phead);//phead phead-next(del) phead-next-next(next)LTNode* del phead-next;LTNode* next phead-next-next;phead-next next;next-prev phead;free(del);del NULL;
}
头部删除一个节点我们要改变的是哨兵位删除节点的后继节点最后释放删除节点 2.8 查找链表
如果我们要指定位置插入或者删除我们就要找到这个位置我们进行链表的查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x) {assert(phead);LTNode* pcur phead-next;while (pcur ! phead) {if (pcur-data x) {return pcur;}pcur pcur-next;}return NULL;
}
如果存在返回当前节点不存在返回空。
2.9 在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x) {assert(pos);LTNode* newNode LTBuyNode(x);//newNode pos pos-nextnewNode-next pos-next;newNode-prev pos;pos-next-prev newNode;pos-next newNode;
}我们要改变新节点pos节点pos节点的后继节点的指向。
注意我们要先把pos的后继节点的前驱节点指向新节点才能把pos的后继节点指向新节点不然反过来会找不到pos节点后继节点的位置。 2.10 删除pos位置的数据
//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos) {assert(pos);pos-prev-next pos-next;pos-next-prev pos-prev;free(pos);pos NULL;
}
我们要改变新节点pos节点的前驱pos节点的后继节点的指向。 2.11 销毁链表
因为每个节点都是单独开辟的空间所以我们要依次销毁。
//方法一
void LTDesTroy(LTNode** pphead) {assert(pphead);//哨兵位不能为空assert(*pphead);LTNode* pcur (*pphead)-next;while (pcur ! *pphead) {LTNode* next pcur-next;free(pcur);pcur next;}free(*pphead);*pphead NULL;
}
//方法二
void LTDesTroy(LTNode* phead) {assert(phead);LTNode* pcur phead-next;while (pcur ! phead) {LTNode* next pcur-next;free(pcur);pcur next;}free(phead);phead NULL;
}
与链表的初始化一样我们有两种方法但是我们一般选择第二种方法为了保持接口的一致性但是第二种方法我们要在函数外面手动给链表置为空。
三、完整代码实现
list.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#includestdio.h
#includestdlib.h
#includeassert.htypedef int LTDataType;
//双向循环链表结构体类型
typedef struct ListNode {LTDataType data;struct ListNode* prev;//前驱节点struct ListNode* next;//后继节点
}LTNode;//链表初始化
//void LTInit(LTNode** pphead);
LTNode* LTInit();//打印链表
void LTPrint(LTNode* phead);//尾插 在最后有效节点或者哨兵位前插入都是尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);//头插 在第一个有效节点之前插入
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);//查找节点
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);//在pos后面插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos);//销毁链表 保持接口一致性
//void LTDesTroy(LTNode** pphead);void LTDesTroy(LTNode* phead);
list.c
#includelist.h//新的节点
LTNode* LTBuyNode(LTDataType x) {//为新的节点开辟空间LTNode* newNode (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (newNode NULL) {perror(malloc fail!);exit(1);}newNode-data x;//让新节点头尾相连newNode-next newNode-prev newNode;return newNode;
}//链表初始化
//写法一 传入头节点的地址
//void LTInit(LTNode** pphead) {
// assert(pphead);
// 哨兵位
// *pphead LTBuyNode(-1);
//}
//写法二 返回哨兵位,不传入值
LTNode* LTInit() {LTNode* pphead LTBuyNode(-1);return pphead;
}//打印链表
void LTPrint(LTNode* phead) {assert(phead);//从哨兵位下一个节点开始打印LTNode* pcur phead-next;while (pcur ! phead) {printf(%d-, pcur-data);pcur pcur-next;}printf(\n);
}//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x) {assert(phead);LTNode* newNode LTBuyNode(x);//phead phead-prev newNodenewNode-next phead;newNode-prev phead-prev;phead-prev-next newNode;phead-prev newNode;
}//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x) {assert(phead);LTNode* newNode LTBuyNode(x);//phead phead-next newNodenewNode-next phead-next;newNode-prev phead;phead-next-prev newNode;phead-next newNode;
}//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead) {assert(phead);assert(phead-next ! phead);//phead phead-prev-prev(prev) phead-prev(del)LTNode* prev phead-prev-prev;LTNode* del phead-prev;phead-prev prev;prev-next phead;free(del);del NULL;
}//头删
void LTPopFront(LTNode* phead) {assert(phead);assert(phead-next ! phead);//phead phead-next(del) phead-next-next(next)LTNode* del phead-next;LTNode* next phead-next-next;phead-next next;next-prev phead;free(del);del NULL;
}//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x) {assert(phead);LTNode* pcur phead-next;while (pcur ! phead) {if (pcur-data x) {return pcur;}pcur pcur-next;}return NULL;
}//在pos位置之后插入数据
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x) {assert(pos);LTNode* newNode LTBuyNode(x);//newNode pos pos-nextnewNode-next pos-next;newNode-prev pos;pos-next-prev newNode;pos-next newNode;
}//删除pos位置的数据
void LTErase(LTNode* pos) {assert(pos);pos-prev-next pos-next;pos-next-prev pos-prev;free(pos);pos NULL;
}//销毁链表
/*void LTDesTroy(LTNode** pphead) {assert(pphead);//哨兵位不能为空assert(*pphead);LTNode* pcur (*pphead)-next;while (pcur ! *pphead) {LTNode* next pcur-next;free(pcur);pcur next;}free(*pphead);*pphead NULL;
}*/
void LTDesTroy(LTNode* phead) {assert(phead);LTNode* pcur phead-next;while (pcur ! phead) {LTNode* next pcur-next;free(pcur);pcur next;}free(phead);phead NULL;
}
listest.c
#includelist.hvoid Listest() {//LTNode* plist NULL;//LTInit(plist);LTNode* plistLTInit();//尾插LTPushBack(plist, 1);LTPushBack(plist, 2);LTPushBack(plist, 3);LTPushBack(plist, 4);//1 2 3 4;LTPrint(plist);//头插/*LTPushFront(plist, 8);LTPushFront(plist, 7);LTPushFront(plist, 6);LTPushFront(plist, 5);LTPrint(plist);*///尾删/* LTPopBack(plist);LTPrint(plist);LTPopBack(plist);LTPrint(plist);LTPopBack(plist);LTPrint(plist);LTPopBack(plist);LTPrint(plist);//删除失败链表为空//LTPopBack(plist);*///头删/*LTPopFront(plist);LTPrint(plist);LTPopFront(plist);LTPrint(plist);LTPopFront(plist);LTPrint(plist);LTPopFront(plist);LTPrint(plist);//删除错误链表为空//LTPopFront(plist);*///查找LTNode* retFInd LTFind(plist,1);/*if (retFInd) {printf(找到了\n);}else {printf(没找到\n);}*///在pos后面插入数据/*LTInsert(retFInd, 50);LTPrint(plist);*///删除pos位置上的数据/*LTErase(retFInd);LTPrint(plist);*///销毁链表//LTDesTroy(plist);//保持接口一致性LTDesTroy(plist);plist NULL;
}int main() {Listest();return 0;
}四、顺序表和双向链表的优缺点分析 不同点 顺序表 链表单链表 存储空间上 物理上⼀定连续 逻辑上连续但物理上不⼀定连续 随机访问 ⽀持O(1) 不⽀持O(N) 任意位置插⼊或删除元素 可能需要搬移元素效率低O(N) 只需修改指针指向 插⼊ 动态顺序表空间不够时需要扩 容 没有容量的概念 应⽤场景 元素⾼效存储频繁访问 任意位置插⼊和删除频繁 总结
上述文章我们讲了链表的双向带头循环链表的实现希望对你有所帮助
