数据结构与算法-双向循环链表 - 图1

准备条件

#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */
typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
//定义结点
typedef struct Node{
    ElemType data;
    struct Node *prior;
    struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node * LinkList;

双向链表学习

双向链表创建

截屏2020-08-21 下午3.16.25.png
代码实现：

//5.1 创建双向链接
Status createLinkList(LinkList *L){
    //*L 指向头结点
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    if (*L == NULL) return ERROR;
    (*L)->prior = NULL;
    (*L)->next = NULL;
    (*L)->data = -1;
    //新增数据
    LinkList p = *L;
    for(int i=0; i < 10;i++){
        //1.创建1个临时的结点
        LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        temp->prior = NULL;
        temp->next = NULL;
        temp->data = i;
        //2.为新增的结点建立双向链表关系
        //① temp 是p的后继
        p->next = temp;
        //② temp 的前驱是p
        temp->prior = p;
        //③ p 要记录最后的结点的位置,方便下一次插入
        p = p->next;
    }
    return OK;
}

打印链表：**

//5.2 打印循环链表的元素
void display(LinkList L){
    LinkList temp = L->next;
    if(temp == NULL){
        printf("打印的双向链表为空!\n");
        return;
    }
    while (temp) {
        printf("%d  ",temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

双向链表插入

截屏2020-08-21 下午3.18.18.png
截屏2020-08-21 下午3.19.32.png

代码实现：

//5.3 双向链表插入元素
Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType data){
    //1. 插入的位置不合法 为0或者为负数
    if(i < 1) return ERROR;
    //2. 新建结点
    LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    temp->data = data;
    temp->prior = NULL;
    temp->next = NULL;
    //3.将p指向头结点!
    LinkList p = *L;
    //4. 找到插入位置i直接的结点
    for(int j = 1; j < i && p;j++)
        p = p->next;
    //5. 如果插入的位置超过链表本身的长度
    if(p == NULL){
        return  ERROR;
    }
    //6. 判断插入位置是否为链表尾部;
    if (p->next == NULL) {
        p->next = temp;
        temp->prior = p;
    }else
    {
        //1️⃣ 将p->next 结点的前驱prior = temp
        p->next->prior = temp;
        //2️⃣ 将temp->next 指向原来的p->next
        temp->next = p->next;
        //3️⃣ p->next 更新成新创建的temp
        p->next = temp;
        //4️⃣ 新创建的temp前驱 = p
        temp->prior = p;
    }
    return  OK;
}

双向链表删除

截屏2020-08-21 下午3.20.46.png
代码实现:

//5.4 删除双向链表指定位置上的结点
Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e){
    int k = 1;
    LinkList p = (*L);
    //1.判断双向链表是否为空,如果为空则返回ERROR;
    if (*L == NULL) {
        return ERROR;
    }
    //2. 将指针p移动到删除元素位置前一个
    while (k < i && p != NULL) {
        p = p->next;
        k++;
    }
    //3.如果k>i 或者 p == NULL 则返回ERROR
    if (k>i || p == NULL) {
        return  ERROR;
    }
    //4.创建临时指针delTemp 指向要删除的结点,并将要删除的结点的data 赋值给*e,带回到main函数
    LinkList delTemp = p->next;
    *e = delTemp->data;
    //5. p->next 等于要删除的结点的下一个结点
    p->next = delTemp->next;
    //6. 如果删除结点的下一个结点不为空,则将将要删除的下一个结点的前驱指针赋值p;
    if (delTemp->next != NULL) {
        delTemp->next->prior = p;
    }
    //7.删除delTemp结点
    free(delTemp);
    return OK;
}

双向链表删除指定的元素

截屏2020-08-21 下午3.22.53.png
代码实现:

//5.5 删除双向链表指定的元素
Status LinkListDeletVAL(LinkList *L, int data){
    LinkList p = *L;
    //1.遍历双向循环链表
    while (p) {
        //2.判断当前结点的数据域和data是否相等,若相等则删除该结点
        if (p->data == data) {
            //修改被删除结点的前驱结点的后继指针,参考图上步骤1️⃣
            p->prior->next = p->next;
            //修改被删除结点的后继结点的前驱指针,参考图上步骤2️⃣
            if(p->next != NULL){
                p->next->prior = p->prior;
            }
            //释放被删除结点p
            free(p);
            //退出循环
            break;
        }
        //没有找到该结点,则继续移动指针p
        p = p->next;
    }
    return OK;
}

双向链表查找元素

int selectElem(LinkList L,ElemType elem){
    LinkList p = L->next;
    int i = 1;
    while (p) {
        if (p->data == elem) {
            return i;
        }
        i++;
        p = p->next;
    }
    return  -1;
}

双向链表更新结点

Status replaceLinkList(LinkList *L,int index,ElemType newElem){
    LinkList p = (*L)->next;
    for (int i = 1; i < index; i++) {
        p = p->next;
    }
    p->data = newElem;
    return OK;
}

双向循环链表学习

双向循环链表

截屏2020-08-21 下午3.25.55.png
代码实现:

//6.1 双向循环链表初始化
Status creatLinkList(LinkList *L){
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    if (*L == NULL) {
        return ERROR;
    }
    (*L)->next = (*L);
    (*L)->prior = (*L);
    //新增数据
    LinkList p = *L;
    for(int i=0; i < 10;i++){
        //1.创建1个临时的结点
        LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        temp->data = i;
        //2.为新增的结点建立双向链表关系
        //① temp 是p的后继
        p->next = temp;
        //② temp 的前驱是p
        temp->prior = p;
        //③ temp的后继是*L
        temp->next = (*L);
        //④ p 的前驱是新建的temp
        p->prior = temp;
        //⑤ p 要记录最后的结点的位置,方便下一次插入
        p = p->next;
    }
    return OK;
}

双向循环列表插入结点

截屏2020-08-21 下午3.27.32.png
代码实现：

//6.2 双向循环链表插入元素
/*当插入位置超过链表长度则插入到链表末尾*/
Status LinkListInsert(LinkList *L, int index, ElemType e){
    //1. 创建指针p,指向双向链表头
    LinkList p = (*L);
    int i = 1;
    //2.双向循环链表为空,则返回error
    if(*L == NULL) return ERROR;
    //3.找到插入前一个位置上的结点p
    while (i < index && p->next != *L) {
        p = p->next;
        i++;
    }
    //4.如果i>index 则返回error
    if (i > index)  return ERROR;
    //5.创建新结点temp
    LinkList temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    //6.temp 结点为空,则返回error
    if (temp == NULL) return ERROR;
    //7.将生成的新结点temp数据域赋值e.
    temp->data = e;
    //8.将结点temp 的前驱结点为p;
    temp->prior = p;
    //9.temp的后继结点指向p->next;
    temp->next = p->next;
    //10.p的后继结点为新结点temp;
    p->next = temp;
    //如果temp 结点不是最后一个结点
    if (*L != temp->next) {
        //11.temp节点的下一个结点的前驱为temp 结点
        temp->next->prior = temp;
    }else{
        (*L)->prior = temp;
    }
    return OK;
}

打印表信息:

//6.3 遍历双向循环链表
Status Display(LinkList L){
    if (L == NULL) {
        printf("打印的双向循环链表为空!\n\n");
        return ERROR;
    }
    printf("双向循环链表内容:  ");
    LinkList p = L->next;
    while (p != L) {
        printf("%d  ",p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n\n");
    return OK;
}

双向循环列表删除结点

截屏2020-08-21 下午3.29.34.png
代码实现：

//6.4 双向循环链表删除结点
Status LinkListDelete(LinkList *L,int index,ElemType *e){
    int i = 1;
    LinkList temp = (*L)->next;
    if (*L == NULL) {
        return  ERROR;
    }
    //①.如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空;
    if(temp->next == *L){
        free(*L);
        (*L) = NULL;
        return OK;
    }
    //1.找到要删除的结点
    while (i < index) {
        temp = temp->next;
        i++;
    }
    //2.给e赋值要删除结点的数据域
    *e = temp->data;
    //3.修改被删除结点的前驱结点的后继指针 图1️⃣
    temp->prior->next = temp->next;
    //4.修改被删除结点的后继结点的前驱指针 图2️⃣
    temp->next->prior = temp->prior;
    //5. 删除结点temp
    free(temp);
    return OK;
}

顺序表和链表的比较

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线性表总结

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