循环链表

更新时间:2023-05-09 16:38

循环链表是另一种形式的链式存储结构。它的特点是表中最后一个结点的指针域指向头结点,整个链表形成一个环。

分类

(1)单循环链表——在单链表中,将终端结点的指针域NULL改为指向表头结点或开始结点即可。

(2)多重链的循环链表——将表中结点链在多个环上。

空链判断

判断空链表的条件是

head==head->next;

rear==rear->next;

尾指针

尾指针rear表示的单循环链表对开始结点a1和终端结点an查找时间都是O(1)。而表的操作常常是在表的首尾位置上进行,因此,实用中多采用尾指针表示单循环链表。带尾指针的单循环链表。

注意:判断空链表的条件为rear==rear->next;

特点

循环链表的特点是无须增加存储量,仅对表的链接方式稍作改变,即可使得表处理更加方便灵活。

【例】在链表上实现将两个线性表(a1,a2,…,an)和(b1,b2,…,bm)连接成一个线性表(a1,…,an,b1,…bm)的运算。

分析:若在单链表或头指针表示的单循环表上做这种链接操作,都需要遍历第一个链表,找到结点an,然后将结点b1链到an的后面,其执行时间是O(n)。若在尾指针表示的单循环链表上实现,则只需修改指针,无须遍历,其执行时间是O(1)。

相应的算法如下:

LinkListConnect(LinkListA,LinkListB)

{//假设A,B为非空循环链表的尾指针

LinkListp=A->next;//①保存A表的头结点位置

A->next=B->next->next;//②B表的开始结点链接到A表尾

free(B->next);//③释放B表的头结点

B->next=p;//④

returnB;//返回新循环链表的尾指针

}

注意:

①循环链表中没有NULL指针。涉及遍历操作时,其终止条件就不再是像非循环链表那样判别p或p->next是否为空,而是判别它们是否等于某一指定指针,如头指针或尾指针等。

②在单链表中,从一已知结点出发,只能访问到该结点及其后续结点,无法找到该结点之前的其它结点。而在单循环链表中,从任一结点出发都可访问到表中所有结点,这一优点使某些运算在单循环链表上易于实现。

/* 设立尾指针的单循环链表的12个基本操作 */

void InitList(LinkList *L) {

/* 操作结果:构造一个空的线性表L */

*L=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));

/* 产生头结点,并使L指向此头结点 */

if(!*L) /* 存储分配失败 */

exit(OVERFLOW);

(*L)->next=*L;

/* 指针域指向头结点 */

}

void DestroyList(LinkList *L) {

/* 操作结果:销毁线性表L */

LinkList q,p=(*L)->next;

/* p指向头结点 */

while(p!=*L) { /* 没到表尾 */

q=p->next;

free(p);

p=q;

}

free(*L);

*L=NULL;

}

void ClearList(LinkList *L)

/* 改变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;

*L=(*L)->next;

/* L指向头结点 */

p=(*L)->next;

/* p指向第一个结点 */

while(p!=*L)

/* 没到表尾 */

{

q=p->next;

free(p);

p=q;

}

(*L)->next=*L;

/* 头结点指针域指向自身 */

}

Status 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 */

if(L->next==L)

/* 空 */

return TRUE;

else

return FALSE;

}

int ListLength(LinkList L) {

/* 初始条件:L已存在。操作结果:返回L中数据元素个数 */

int i=0;

LinkList p=L->next;

/* p指向头结点 */

while(p!=L)

/* 没到表尾 */

{

i++;

p=p->next;

}

return i;

}

Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e) {

/* 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */

int j=1;

/* 初始化,j为计数器 */

LinkList p=L->next->next;

/* p指向第一个结点 */

if(i<=0||i>ListLength(L))

/* 第i个元素不存在 */

return ERROR;

while(j< i) {

/* 顺指针向后查找,直到p指向第i个元素 */

p=p->next;

j++;

}

*e=p->data; /* 取第i个元素 */ return OK;

}

int LocateElem(LinkList L,ElemType e,Status(*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0 */ int i=0;

LinkList p=L->next->next; /* p指向第一个结点 */ while(p!=L->next) {

i++;

if(compare(p->data,e)) /* 满足关系 */

return i;

p=p->next;

}

return 0;

}

Status 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,p=L->next->next; /* p指向第一个结点 */ q=p->next;

while(q!=L->next) { /* p没到表尾 */

if(q->data==cur_e) {

*pre_e=p->data;

return TRUE;

}

p=q;

q=q->next;

}

return FALSE; /* 操作失败 */

}

Status 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->next; /* p指向第一个结点 */ while(p!=L) { /* p没到表尾 */

if(p->data==cur_e) {

*next_e=p->next->data;

return TRUE;

}

p=p->next;

}

return FALSE; /* 操作失败 */

}

Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e) { /* 改变L */

/* 在L的第i个位置之前插入元素e */ LinkList p=(*L)->next,s; /* p指向头结点 */ int j=0;

if(i<=0||i>ListLength(*L)+1) /* 无法在第i个元素之前插入 */

return ERROR;

while(j< i-1) { /* 寻找第i-1个结点 */

p=p->next;

j++;

}

s=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode)); /* 生成新结点 */ s->data=e; /* 插入L中 */ s->next=p->next;

p->next=s;

if(p==*L) /* 改变尾结点 */

*L=s;

return OK;

}

Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e) { /* 改变L */

/* 删除L的第i个元素,并由e返回其值 */ LinkList p=(*L)->next,q; /* p指向头结点 */ int j=0;

if(i<=0||i>ListLength(*L)) /* 第i个元素不存在 */

return ERROR;

while(j< i-1) { /* 寻找第i-1个结点 */

p=p->next;

j++;

}

q=p->next; /* q指向待删除结点 */ p->next=q->next;

*e=q->data;

if(*L==q) /* 删除的是表尾元素 */

*L=p;

free(q); /* 释放待删除结点 */ return OK;

}

void ListTraverse(LinkList L,void(*vi)(ElemType)) {

/* 初始条件:L已存在。操作结果:依次对L的每个数据元素调用函数vi() */ LinkList p=L->next->next; /* p指向首元结点 */ while(p!=L->next) { /* p不指向头结点 */

vi(p->data);

p=p->next;

}

}

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