数据结构笔记（五）-- 循环链表的实现
2024-04-12 16:51:24
单循环链表的实现
单循环链表就是让单链表的尾结点指向头结点
1、构造一个空的线性表L
void InitList(LinkList &L)//传递实参而非形参
{// 操作结果：构造一个空的线性表LL = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));// 产生头结点，并使L指向此头结点if (L == NULL){printf("内存分配是失败，退出程序\n");exit(-1);}L->next = L; // 指针域指向头结点
}
2、判断单循环链表是否为空
如果单循环链表为空则头结点指针域指向自己
bool ListEmpty(LinkList L)
{// 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回true，否则返回false//判断要点 如果单循环链表为空则头结点指针域指向自己if (L == L->next){return true; } else{return false;}
}
3、向单循环链表中追加结点值为e的结点
bool ListAddElem(LinkList L,ElemType e)
{// 初始条件：线性表L已存在。//操作结果：在L的头结点的左边添加结点LinkList p = L;//p指向头结点while (p->next != L)//p指向头结点左边的结点（类似于单链表的最后一个结点）{p = p->next;}LinkList pNewNode = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//创建新节点if (pNewNode == NULL){printf("内存分配失败！\n");return false;}p->next = pNewNode;//新结点的地址给最后一个结点的nextpNewNode->data = e;//新结点赋值pNewNode->next = L;//新结点指向头结点return true;
}
4、遍历输出结点值
void ListTraverse(LinkList L)
{if (L->next == L){printf("单循环链表为空\n");}LinkList p = L;while (p->next != L){p = p->next;printf(" %d",p->data);}printf("\n");
}
5、获取单循环链表的结点元素个数
int ListLength(LinkList L)
{int i = 0;LinkList p = L;while (p->next != L){i++;p = p->next; }return i;
}
6、清空单循环链表
void ClearList(LinkList &L)
{// 初始条件：线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表LinkList p, q;p = L;while (p->next != L)//p的指针域不等于L{q = p;//保存pp = p->next;//p指向下一个结点free(q);//释放q}L->next = L;//头结点指针域指向自己
}
7、销毁单循环链表
void DestroyList(LinkList L)
{ // 操作结果：销毁线性表LLinkList p, q;p = L;while (p->next != L)//p的指针域不等于L{q = p;//保存pp = p->next;//p指向下一个结点free(q);//释放q}free(L);
}8、顺时针获取第i个结点的元素值
bool GetElem(LinkList L,int i ,ElemType &e)
{if (i<1||i>ListLength(L))//i值不在范围之内{return false;}int j = 0;LinkList p = L;//p指向头结点while (j<i){p = p->next;j++;}e = p->data;return true;
}
9、查询链表中满足条件的地址一个结点
//9.1判断两个ElemType类型数据的是否相等
bool compare(ElemType e1, ElemType e2)
{if (e1 == e2){return true;}elsereturn false;
}
//9、查询链表中满足条件的地址一个结点
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, bool(*compare)(ElemType, ElemType))
{ // 初始条件：线性表L已存在，compare()是数据元素判定函数// 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。// 若这样的数据元素不存在，则返回值为0int i = 0;LinkList p = L; // p指向头结点while (p->next != L){p = p->next;i++;if (compare(p->data, e)) // 满足关系return i; }return 0;
}
10、 查询结点值为cur_e的结点的直接前驱结点值
bool PriorElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType &pre_e)
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱，// 否则操作失败，pre_e无定义LinkList q = NULL, p = L; // p指向第一个结点if (p->next->data == cur_e){printf("首结点没有前驱");return false;// 操作失败}while ( p->next != L) // p没到表尾{q = p;p = p->next;if (p->data == cur_e){pre_e = q->data;return true;}}return false; // 操作失败
}
11、 查询结点值为cur_e的结点的直接后驱结点值
bool NextElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType &next_e)
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继，// 否则操作失败，next_e无定义LinkList p = L->next; // p指向第一个结点while (p->next != L) // p指向结点的指针域没有指向头结点，只有最后一个结点的指针域指向头结点，即p不指向最后一个结点{if (p->data == cur_e){next_e = p->next->data;//满足条件获取后继结点值return true;}p = p->next;//不满足条件p指向下一个结点}return false; // 操作失败
}
12、在L的第i个位置之前插入元素e
同单链表的插入，区别在于尾结点的标志是头结点的地址而非空
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e) // 改变L
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：在L的第i个位置之前插入元素eLinkList p = L;int j = 0;if (i <= 0 || i > ListLength(L) + 1) // 无法在第i个元素之前插入return false;//找到第i-1个结点while (j<i-1){p = p->next;j++;}//创建新的结点LinkList NewNode = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));if (NewNode == NULL){printf("内存分配失败\n");return false;}NewNode->data = e;NewNode->next = p->next;p->next = NewNode;return true;
}
13、删除第i个元素
同单链表的插入，区别在于尾结点的标志是头结点的地址而非空
bool ListDelete(LinkList &L, int i, ElemType &e)
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：删除L的第i个位置的元素并通过e返回LinkList q,p = L;int j = 0;if (i <= 0 || i > ListLength(L) + 1) // 超出范围无法删除第i个元素return false;//找到第i-1个结点while (j < i - 1){p = p->next;j++;}q = p->next;//保存第i结点的指针e = q->data;//保存第i个结点的值p->next = q->next;//第i-1个结点指向第i+1个结点free(q);//释放第i个结点return true;
}
最后给出完整代码
// 单循环链表
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h> //定义数据类型;
typedef int ElemType;//定义结点结构;
typedef struct Node
{ElemType data;struct Node * next;
}LNode, *LinkList;//LNode等价于struct Node，LinkList等价于struct Node*//函数声明
//1、构造一个空的线性表L
void InitList(LinkList &L);
//2、判断单循环链表是否为空
bool ListEmpty(LinkList L);
//3、向单循环链表中追加结点值为e的结点
bool ListAddElem(LinkList L, ElemType e);
//4、遍历输出结点值
void ListTraverse(LinkList L);
//5、获取单循环链表的结点元素个数
int ListLength(LinkList L);
//6、清空单循环链表
void ClearList(LinkList &L);
//7、销毁单循环链表
void DestroyList(LinkList L);
//8、顺时针获取第i个结点的元素值
bool GetElem(LinkList L, int i, ElemType &e);
//9、查询链表中满足条件的地址一个结点
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, bool(*compare)(ElemType, ElemType));
//9.1判断两个ElemType类型数据的是否相等
bool compare(ElemType e1, ElemType e2);
//10、 查询结点值为cur_e的结点的直接前驱结点值
bool PriorElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType &pre_e);
//11、 查询结点值为cur_e的结点的直接后驱结点值
bool NextElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType &next_e);
//12、// 在L的第i个位置之前插入元素e
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e);
//13、删除第i个元素
bool ListDelete(LinkList &L, int i, ElemType &e);int main()
{LinkList L = NULL;InitList(L);printf("1、单循环链表L的地址为 %p\n",L);if (ListEmpty(L)){printf("2、链表为空\n");}else{printf("2、链表不为空\n");}ElemType e = 0;if (ListAddElem(L, e))printf("3、追加成功\n");elseprintf("3、追加失败|n");for (int i = 0; i < 10; i++){ListAddElem(L, i+1);}ListTraverse(L);printf("5、单循环链表的结点元素个数为 %d\n",ListLength(L));ClearList(L);ListTraverse(L);if (ListEmpty(L)){printf("6、链表为空\n");}else{printf("6、链表不为空\n");}for (int i = 0; i < 10; i++){ListAddElem(L, i + 1);}ListTraverse(L);ElemType e1 = 0, e2 = 10, cur_e = 9, pre_e,next_e;int i = 5;GetElem(L, i, e1);printf("8、获取到第%d个结点元素值为 %d\n",i,e1);printf("9、值为%d的结点的序位为 %d\n",e2,LocateElem( L, e2, compare));if (PriorElem( L, cur_e, pre_e)){printf("10、值为%d的结点的前驱为 %d\n", cur_e, pre_e);}else{printf("10、值为%d的结点的前驱为获取失败\n", cur_e);}if (NextElem(L, cur_e, next_e)){printf("11、值为%d的结点的后继为 %d\n", cur_e, next_e);}else{printf("11、值为%d的结点的后继为获取失败\n", cur_e);}ListTraverse(L);if (ListInsert(L, i, 100)){printf("12、在第 %d 个结点前插入 %d 成功\n", i,100);}else{printf("12、在第 %d 个结点前插入 %d 失败\n", i,100);}ListTraverse(L);if (ListDelete(L, i, e)){printf("13、删除的第 %d 个结点的值为 %d 成功\n", i, e);}else{printf("13、删除的第 %d 个结点失败\n", i);}ListTraverse(L);return 0;
}//1、构造一个空的线性表L
void InitList(LinkList &L)//传递实参而非形参
{// 操作结果：构造一个空的线性表LL = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));// 产生头结点，并使L指向此头结点if (L == NULL){printf("内存分配是失败，退出程序\n");exit(-1);}L->next = L; // 指针域指向头结点
}//2、判断单循环链表是否为空
bool ListEmpty(LinkList L)
{// 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回true，否则返回false//判断要点 如果单循环链表为空则头结点指针域指向自己if (L == L->next){return true; } else{return false;}
}//3、向单循环链表中追加结点值为e的结点
bool ListAddElem(LinkList L,ElemType e)
{// 初始条件：线性表L已存在。//操作结果：在L的头结点的左边添加结点LinkList p = L;//p指向头结点while (p->next != L)//p指向头结点左边的结点（类似于单链表的最后一个结点）{p = p->next;}LinkList pNewNode = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//创建新节点if (pNewNode == NULL){printf("内存分配失败！\n");return false;}p->next = pNewNode;//新结点的地址给最后一个结点的nextpNewNode->data = e;//新结点赋值pNewNode->next = L;//新结点指向头结点return true;
}//4、遍历输出结点值
void ListTraverse(LinkList L)
{if (L->next == L){printf("单循环链表为空\n");}LinkList p = L;while (p->next != L){p = p->next;printf(" %d",p->data);}printf("\n");
}//5、获取单循环链表的结点元素个数
int ListLength(LinkList L)
{int i = 0;LinkList p = L;while (p->next != L){i++;p = p->next; }return i;
}
//6、清空单循环链表
void ClearList(LinkList &L)
{// 初始条件：线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表LinkList p, q;p = L;while (p->next != L)//p的指针域不等于L{q = p;//保存pp = p->next;//p指向下一个结点free(q);//释放q}L->next = L;//头结点指针域指向自己
}//7、销毁单循环链表
void DestroyList(LinkList L)
{ // 操作结果：销毁线性表LLinkList p, q;p = L;while (p->next != L)//p的指针域不等于L{q = p;//保存pp = p->next;//p指向下一个结点free(q);//释放q}free(L);
}// 8、顺时针获取第i个结点的元素值
bool GetElem(LinkList L,int i ,ElemType &e)
{if (i<1||i>ListLength(L))//i值不在范围之内{return false;}int j = 0;LinkList p = L;//p指向头结点while (j<i){p = p->next;j++;}e = p->data;return true;
}
//9.1判断两个ElemType类型数据的是否相等
bool compare(ElemType e1, ElemType e2)
{if (e1 == e2){return true;}elsereturn false;
}
//9、查询链表中满足条件的地址一个结点
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, bool(*compare)(ElemType, ElemType))
{ // 初始条件：线性表L已存在，compare()是数据元素判定函数// 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。// 若这样的数据元素不存在，则返回值为0int i = 0;LinkList p = L; // p指向头结点while (p->next != L){p = p->next;i++;if (compare(p->data, e)) // 满足关系return i; }return 0;
}
//10、 查询结点值为cur_e的结点的直接前驱结点值
bool PriorElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType &pre_e)
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱，// 否则操作失败，pre_e无定义LinkList q = NULL, p = L; // p指向第一个结点if (p->next->data == cur_e){printf("首结点没有前驱");return false;// 操作失败}while ( p->next != L) // p没到表尾{q = p;p = p->next;if (p->data == cur_e){pre_e = q->data;return true;}}return false; // 操作失败
}//11、 查询结点值为cur_e的结点的直接后驱结点值
bool NextElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType &next_e)
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继，// 否则操作失败，next_e无定义LinkList p = L->next; // p指向第一个结点while (p->next != L) // p指向结点的指针域没有指向头结点，只有最后一个结点的指针域指向头结点，即p不指向最后一个结点{if (p->data == cur_e){next_e = p->next->data;//满足条件获取后继结点值return true;}p = p->next;//不满足条件p指向下一个结点}return false; // 操作失败
}
//12、在L的第i个位置之前插入元素e
bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e) // 改变L
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：在L的第i个位置之前插入元素eLinkList p = L;int j = 0;if (i <= 0 || i > ListLength(L) + 1) // 无法在第i个元素之前插入return false;//找到第i-1个结点while (j<i-1){p = p->next;j++;}//创建新的结点LinkList NewNode = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));if (NewNode == NULL){printf("内存分配失败\n");return false;}NewNode->data = e;NewNode->next = p->next;p->next = NewNode;return true;
}
//13、删除第i个元素
bool ListDelete(LinkList &L, int i, ElemType &e)
{ // 初始条件：线性表L已存在// 操作结果：删除L的第i个位置的元素并通过e返回LinkList q,p = L;int j = 0;if (i <= 0 || i > ListLength(L) + 1) // 超出范围无法删除第i个元素return false;//找到第i-1个结点while (j < i - 1){p = p->next;j++;}q = p->next;//保存第i结点的指针e = q->data;//保存第i个结点的值p->next = q->next;//第i-1个结点指向第i+1个结点free(q);//释放第i个结点return true;
}
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