【數據結構與算法】-（3）循環鏈表(單向)

時間 2020-04-20

標籤數據結構與算法循環鏈表單向简体版

原文原文鏈接

1、定義

將單鏈表中終點結點的指針端由空指針改成指向頭結點，就使整個單鏈表造成一個環，這種頭尾相連的單鏈表稱爲單循環鏈表，簡稱循環鏈表（circular linked list）。工具

咱們先討論的是單向循環鏈表，示意圖以下所示:ui

2、操做

2.1 建立單向循環鏈表

建立邏輯主要有下面的步驟:spa

先判斷是否第一次建立？指針

是（空鏈表）：建立一個結點，使新結點next 指向自身
否：使尾節點的next=新節點。新節點的next指向頭節點

下面用代碼解釋一下：code

先定義一個結點(結構體)，定一個別名：

//定義結點
typedef struct Node{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;

typedef struct Node * LinkList;
複製代碼

建立一些變量，以供環境使用：

Status CreateList(LinkList *L){
		int item;
    LinkList temp = NULL;
    LinkList target = NULL;
複製代碼

接下來判斷這個鏈表*L 是否爲空：

if(*L==NULL)
複製代碼

若是輸入的鏈表是空的——則建立一個結點，使它的next指向本身：

Status CreateList(LinkList *L){
    printf("輸入節點的值，輸入0結束\n");
    while(1)
    {
        scanf("%d",&item);
        if(item==0) break;
        
          //若是輸入的鏈表是空。則建立一個新的節點，使其next指針指向本身 (*head)->next=*head;
        if(*L==NULL)
        {
            *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if(!L)exit(0);
            (*L)->data=item;
            (*L)->next=*L;
        }
複製代碼

若是鏈表不爲空——則去尋找鏈表的尾結點。

這裏尋找尾結點能夠有兩種實現方式：cdn

遍歷尾結點，根據尾結點指針會指向首元結點來定位到尾結點。blog

一、使得尾結點的next 指向新結點。
二、新結點的next 指向頭結點。

else{
		for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
		// 爲新結點開闢內存空間 
		temp=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
		// 如開闢失敗，返回錯誤 
		if(!temp) return ERROR;
		// 新結點寫入數據 
		temp->data=item;
		temp->next=*L;  //新節點指向頭節點
		target->next=temp;//尾節點指向新節點
}
複製代碼

建立一個工具結點r，用它來靈活處理之後一個結點（後插法）內存
新建一個 rci
```
LinkList r = NULL;
複製代碼
```

在該鏈表建立時，將惟一的結點賦值給rget

//第一次建立
if(*L == NULL){       
   *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
   if(!*L) return ERROR;
   (*L)->data = item;
   (*L)->next = *L;
   r = *L;
複製代碼

建立新的結點，進行賦值，next指向原鏈表首結點

temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
if(!temp) return  ERROR;
temp->data = item;
temp->next = *L;
複製代碼

把原最後一個結點的尾結點指向新結點，以及新結點賦值給工具結點r
```
r->next = temp;
複製代碼
```

這樣，閉環完成，整個過程示意圖能夠用下面的圖實現：
複製代碼

2.2 單向循環鏈表插入數據

分兩種狀況，插入點是否爲首元結點

2.2.1 插入點位首元結點

建立新結點並進行賦值
找到鏈表最後的結點——尾結點
讓新結點的next 指向頭結點
讓尾結點的 next 指向新的頭結點
讓頭結點指向temp ——臨時的新結點

具體代碼實現以下：

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;
複製代碼

如圖所示：

2.2.2 插入點非首元結點

建立新結點 temp，並判斷成功與否
找到插入的位置，若是超過鏈表長度，則自動插入隊尾
經過工具target 找到要插入位置的前一個結點，讓 target->next = temp
插入結點的前一個結點next 指向新結點，新結點next指向target原來的next 位

具體代碼實現以下：

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;
複製代碼

2.3 單向循環鏈表的刪除

單向循環鏈表的刪除，與順序表的刪除很相似，步驟都是先肯定須要刪除的位置，經過判斷是否首元結點，作不一樣的操做。具體操做步驟以下：

2.3.1 刪除點爲首元結點

若是本鏈表只剩首元結點，則直接將*L 置爲空；

實施代碼以下：
```
if((*L)->next == (*L)){
    (*L) = NULL;
    return OK;
}
複製代碼
```
若是本鏈表還剩其餘結點
1. 找到尾結點 target
2. 尾結點 next 指向原來首元結點的下一個結點，即 target->next = (*L)->next
3. 用 temp 臨時接收首元結點
4. 新結點爲首元結點
5. 釋放以前的接收的首元結點 temp
實施代碼以下：
```
// 步驟 1⃣️
for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
// 步驟 2⃣️
temp = *L;
// 步驟 3⃣️
*L = (*L)->next;
// 步驟 4⃣️
target->next = *L;
// 步驟 5⃣️
free(temp);
複製代碼
```

2.3.2 刪除點爲非首元結點

找到須要刪除結點的上一個結點，用target表示
用temp臨時接受須要刪除的結點
target 的next 指以前指向的下一個結點
釋放temp結點

實施代碼以下：

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

示意圖以下：

2.4 單向鏈表的查詢

這裏僅僅討論下簡單的鏈表查詢，步驟以下：

循環查找鏈表中給定值的結點
若查詢的結點指向首元結點，而且此時尾結點值也不爲所需，跳出

實施代碼以下：

int i = 1;
    LinkList p;
    p = L;
    
    // 1⃣️ 尋找鏈表中的結點 data == value
    while (p->data != value && p->next != L) {
        i++;
        p = p->next;
    }
    
    // 2⃣️ 當尾結點指向頭結點就會直接跳出循環,因此要額外增長一次判斷尾結點的data == value;
    if (p->next == L && p->data != value) {
        return  -1;
    }
複製代碼