【数据结构与算法】-(3)循环链表(单向)


【数据结构与算法】-(1)基础篇

【数据结构与算法】-(2)线性表基础

【数据结构与算法】-(3)循环链表(单向)

【数据结构与算法】-(4)双向链表和双向循环链表

【数据结构与算法】-(5)链表面试题解析

【数据结构与算法】-(6)栈

【数据结构与算法】-(7)队列

一、定义

将单链表中终点结点的指针端由空指针改为指向头结点,就使整个单链表形成一个环,这种头尾相连的单链表称为单循环链表,简称循环链表(circular linked list)。

我们先讨论的是单向循环链表,示意图如下所示:

单向循环链表结构图

二、操作

2.1 创建单向循环链表

创建逻辑主要有下面的步骤:

先判断是否第一次创建?

  1. 是(空链表):创建一个结点,使新结点next 指向自身
  2. 否:使尾节点的next=新节点。新节点的next指向头节点

下面用代码解释一下:

  1. 先定义一个结点(结构体),定一个别名:
//定义结点
typedef struct Node{
ElemType data;
struct Node *next;
}Node;

typedef struct Node * LinkList;
  1. 创建一些变量,以供环境使用:
Status CreateList(LinkList *L){
int item;
LinkList temp = NULL;
LinkList target = NULL;
  1. 接下来判断这个链表*L 是否为空:
if(*L==NULL)
  1. 如果输入的链表是空的——则创建一个结点,使它的next指向自己:
Status CreateList(LinkList *L){
printf("输入节点的值,输入0结束\n");
while(1)
{
scanf("%d",&item);
if(item==0) break;

//如果输入的链表是空。则创建一个新的节点,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;
}
  1. 如果链表不为空——则去寻找链表的尾结点

这里寻找尾结点可以有两种实现方式:

  1. 遍历尾结点,根据尾结点指针会指向首元结点来定位到尾结点。

    • 1、使得尾结点的next 指向新结点。
    • 2、新结点的next 指向头结点。
    else{
    for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
    // 为新结点开辟内存空间
    temp=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
    // 如开辟失败,返回错误
    if(!temp) return ERROR;
    // 新结点写入数据
    temp->data=item;
    temp->next=*L; //新节点指向头节点
    target->next=temp;//尾节点指向新节点
    }
  2. 创建一个工具结点r,用它来灵活处理以后一个结点(后插法

 1. 新建一个 `r`

    
LinkList r = NULL;
2. 在该链表创建时,将唯一的结点赋值给`r`
//第一次创建
if(*L == NULL){
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!*L) return ERROR;
(*L)->data = item;
(*L)->next = *L;
r = *L;
3. 创建新的结点,进行赋值,`next`指向原链表首结点
temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!temp) return ERROR;
temp->data = item;
temp->next = *L;
4. 把原最后一个结点的尾结点指向新结点,以及新结点赋值给工具结点`r`
r->next = temp;
这样,闭环完成,整个过程示意图可以用下面的图实现:

2.2 单向循环链表插入数据

分两种情况,插入点是否为首元结点

2.2.1 插入点位首元结点
  1. 创建新结点并进行赋值
  2. 找到链表最后的结点——尾结点
  3. 让新结点的next 指向头结点
  4. 让尾结点的 next 指向新的头结点
  5. 让头结点指向temp ——临时的新结点

具体代码实现如下:

temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (temp == NULL) {
return ERROR;
}
temp->data = num;
for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
temp->next = *L;
target->next = temp;
*L = temp;

如图所示:

2.2.2 插入点非首元结点
  1. 创建新结点 temp,并判断成功与否
  2. 找到插入的位置,如果超过链表长度,则自动插入队尾
  3. 通过工具target 找到要插入位置的前一个结点,让 target->next = temp
  4. 插入结点的前一个结点next 指向新结点,新结点next指向target原来的next 位

具体代码实现如下:

temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if (temp == NULL) {
return ERROR;
}
temp->data = num;
for ( i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place - 1; target = target->next,i++) ;
temp->next = target->next;
target->next = temp;

2.3 单向循环链表的删除

单向循环链表的删除,与顺序表的删除很类似,步骤都是先确定需要删除的位置,通过判断是否首元结点,做不同的操作。具体操作步骤如下:

2.3.1 删除点为首元结点
  • 如果本链表只剩首元结点,则直接将*L 置为空;

    实施代码如下:

    if((*L)->next == (*L)){
    (*L) = NULL;
    return OK;
    }
  • 如果本链表还剩其他结点

    1. 找到尾结点 target
    2. 尾结点 next 指向原来首元结点的下一个结点,即 target->next = (*L)->next
    3. temp 临时接收首元结点
    4. 新结点为首元结点
    5. 释放之前的接收的首元结点 temp

    实施代码如下:

    // 步骤 1⃣️
    for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
    // 步骤 2⃣️
    temp = *L;
    // 步骤 3⃣️
    *L = (*L)->next;
    // 步骤 4⃣️
    target->next = *L;
    // 步骤 5⃣️
    free(temp);

2.3.2 删除点为非首元结点
  1. 找到需要删除结点的上一个结点,用target表示
  2. temp临时接受需要删除的结点
  3. targetnext 指之前指向的下一个结点
  4. 释放temp结点

实施代码如下:

// 步骤 1⃣️
for(i=1,target = *L;target->next != *L && i != place -1;target = target->next,i++);
// 步骤 2⃣️
temp = target->next;
// 步骤 3⃣️
target->next = temp->next;
// 步骤 4⃣️
free(temp);

示意图如下:

2.4 单向链表的查询

这里仅仅讨论下简单的链表查询,步骤如下:

  1. 循环查找链表中给定值的结点
  2. 若查询的结点指向首元结点,并且此时尾结点值也不为所需,跳出

实施代码如下:

int i = 1;
LinkList p;
p = L;

// 1⃣️ 寻找链表中的结点 data == value
while (p->data != value && p->next != L) {
i++;
p = p->next;
}

// 2⃣️ 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;
}

三、小结

单向循环链表与顺序表有些许相似,但是不同点在于,它并非是按照序号排列,而是通过指针的指向进行连接,而且有首尾相连的特点。


文章作者: 李佳
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外,均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 李佳 !
评论
 上一篇
【底层探索】- KVO(上) 【底层探索】- KVO(上)
一、KVO 初探1.1 概念 Key-value observing is a mechanism that allows objects to be notified of changes to specified properties
2020-04-03 李佳
下一篇 
【底层探索】- KVC原理分析 【底层探索】- KVC原理分析
序思考拓展题为什么先进入objc_setProperty_atomic_copy 方法,而不是setName:? 回答:通用原则。即面向不同的数据类型,采用统一的属性设值的方法,会更加的高效,符合高内聚的原则。 一、概念及常见使用1.0 概
2020-04-02 李佳
  目录