C语言 超详细介绍与实现线性表中的带头双向循环链表
更新时间：2022年03月29日 16:19:28 作者：李逢溪
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
一、本章重点
- 带头双向循环链表介绍
- 带头双向循环链表常用接口实现
- 实现接口总结
- 在线oj训练与详解
二、带头双向循环链表介绍
2.1什么是带头双向循环链表？
- 带头：存在一个哨兵位的头节点，该节点是个无效节点，不存储任何有效信息，但使用它可以方便我们头尾插和头尾删时不用判断头节点指向NULL的情况，同时也不需要改变头指针的指向，也就不需要传二级指针了。
- 双向：每个结构体有两个指针，分别指向前一个结构体和后一个结构体。
- 循环：最后一个结构体的指针不再指向NULL，而是指向第一个结构体。（单向）
- 第一个结构体的前指针指向最后一个结构体，最后一个结构体的后指针指向第一个结构体（双向）。
图解
2.2最常用的两种链表结构
- 更具有无头，单双向，是否循环组合起来有8种结构，但最长用的还是无头单向非循环链表和带头双向循环链表
- 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，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
- 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，后面我们代码实现了就知道了。
三、带头双向循环链表常用接口实现
3.1结构体创建
typedef int DataType;
typedef struct DListNode
{
DataType data;
DListNode* prev;
DListNode* next;
}DListNode;
3.2带头双向循环链表的初始化
void DListInint(DListNode** pphead)
{
*pphead = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
(*pphead)->next = (*pphead);
(*pphead)->prev = (*pphead);
}
或者使用返回节点的方法也能实现初始化
DListNode* DListInit()
{
DListNode* phead = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
phead->next = phead;
phead->prev = phead;
return phead;
}
3.3创建新节点
DListNode* BuyDListNode(DataType x)
{
DListNode* temp = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
if (temp == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
temp->prev = NULL;
temp->next = NULL;
temp->data = x;
return temp;
}
3.4尾插
void DListPushBack(DListNode* phead,DataType x)
{
DListNode* newnode = BuyDListNode(x);
DListNode* tail = phead->prev;
tail->next = newnode;
newnode->prev = tail;
newnode->next = phead;
phead->prev = newnode;
}
3.5打印链表
void DListNodePrint(DListNode* phead)
{
DListNode* cur = phead->next;
while (cur != phead)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
3.6头插
void DListNodePushFront(DListNode* phead, DataType x)
{
DListNode* next = phead->next;
DListNode* newnode = BuyDListNode(x);
next->prev = newnode;
newnode->next = next;
newnode->prev = phead;
phead->next = newnode;
}
3.7尾删
void DListNodePopBack(DListNode* phead)
{
if (phead->next == phead)
{
return;
}
DListNode* tail = phead->prev;
DListNode* prev = tail->prev;
prev->next = phead;
phead->prev = prev;
free(tail);
tail = NULL;
}
3.8头删
void DListNodePopFront(DListNode* phead)
{
if (phead->next == phead)
{
return;
}
DListNode* firstnode = phead->next;
DListNode* secondnode = firstnode->next;
secondnode->prev = phead;
phead->next = secondnode;
free(firstnode);
firstnode = NULL;
}
3.9查找data（返回data的节点地址）
DListNode* DListNodeFind(DListNode* phead, DataType x)
{
DListNode* firstnode = phead->next;
while (firstnode != phead)
{
if (firstnode->data == x)
{
return firstnode;
}
firstnode = firstnode->next;
}
return NULL;
}
3.10在pos位置之前插入节点
void DListNodeInsert(DListNode* pos, DataType x)
{
DListNode* prev = pos->prev;
DListNode* newnode = BuyDListNode(x);
newnode->next = pos;
newnode->prev = prev;
prev->next = newnode;
pos->prev = newnode;
}
3.11删除pos位置的节点
void DListNodeErase(DListNode* pos)
{
DListNode* prev = pos->prev;
DListNode* next = pos->next;
prev->next = next;
next->prev = prev;
free(pos);
pos = NULL;
}
四、实现接口总结
- 多画图：能给清晰展示变化的过程，有利于实现编程。
- 小知识：head->next既可表示前一个结构体的成员变量，有可表示后一个结构体的地址。当head->next作为左值时代表的是成员变量，作右值时代表的是后一个结构体的地址。对于链表来说理解这一点非常重要。
- 实践：实践出真知
- 带头双向循环链表：相比于单链表，它实现起来更简单，不用向单链表一样分情况讨论链表的长度。虽然结构较复杂，但使用起来更简单，更方便。
五、在线oj训练与详解
链表的中间节点（力扣）
给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。
如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。
输入：[1,2,3,4,5]
输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，
这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.
来源：力扣（LeetCode）
思路：快慢指针
取两个指针，初始时均指向head，一个为快指针（fast）一次走两步，另一个为慢指针（slow）一次走一步，当快指针满足fast==NULL（偶数个节点）或者fast->next==NULL（奇数个节点）时，slow指向中间节点，返回slow即可。
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
{
struct ListNode* fast=head;
struct ListNode* slow=head;
while(fast&&fast->next)
{
fast=fast->next->next;
slow=slow->next;
}
return slow;
}
到此这篇关于C语言 超详细介绍与实现线性表中的带头双向循环链表的文章就介绍到这了,更多相关C语言 双向循环链表内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
相关文章
下面通过判断一个数是偶数还是奇数来展示交互递归的应用，并且此题突出了递归跳跃的信任的重要性,需要的朋友可以参考下2012-11-11
return是C++预定义的语句，它提供了种植函数执行的一种放大，最近学习中遇到了相关return的内容，觉着有必要总结一下，这篇文章主要给大家介绍了关于C/C++中如何接收return返回来的数组元素的相关资料，需要的朋友可以参考下。2017-12-12
C 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，结构是 C 编程中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许你存储不同类型的数据项，本篇让我们来了解C 的结构体内存对齐2022-03-03
这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现简单的通讯录，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2018-02-02
这篇文章主要介绍了C语言实现计算树的深度的方法,针对数据结构中树进行操作的方法,在算法设计中比较常见,需要的朋友可以参考下2014-09-09
当我们编写C++代码时，经常需要使用头文件来引入一些常用的函数、类或者变量，如果一个头文件被重复包含，就会导致编译错误或者运行时错，为了避免发生，我们需要使用预处理指令来防止头文件被重复包含，常用的预处理指令有#pragma once和#ifndef,需要的朋友可以参考下2023-05-05
future和promise的作用是在不同线程之间传递数据，这篇文章主要为大家详细介绍了C++中future和promise的具体使用，感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下2023-05-05
类的内敛函数是一个真正的函数。使用内联函数inline可以完全取代表达式形式的宏定义2013-09-09
这篇文章主要介绍了C语言的getc()函数和gets()函数的使用对比,从数据流中一个是读取字符一个是读取字符串,需要的朋友可以参考下2015-08-08
指针提供了对地址操作的一种方法，因此，使用指针可使得 C 语言能够更高效地实现对计算机底层硬件的操作。另外，通过指针可以更便捷地操作数组。在一定意义上可以说，指针是 C 语言的精髓2022-04-04
最新评论