数据结构双向链表和循环链表

news2024/10/3 13:35:54

一、循环链表

循环链表就是首尾相接的的链表，就是尾节点的指针域指向头节点使整个链表形成一个循环，这就弥补了以前单链表无法在后面某个节点找到前面的节点，可以从任意一个节点找到目标节点，但是现在我们就不能像以前那样停止循环时的判断条件是否为NULL了，而是判断是否指向头指针
在这里插入图片描述

由于我们的操作经常是在链表的首位进行操作，所以我们引进尾指针的概念，这样以后就可以直接找到操作尾节点

下面是循环单链表的相关代码：

typedef struct
{
	int data;
	Lnode* next;
}*CirList,Lnode;

//初始化一个循环单链表
bool init_list(CirList& l)
{
	l = new Lnode;//开辟空间作为头节点
	if (l == NULL)return false;
	l->next = l;//头指针的指针域指向自己
	return true;
}

//判断循环单链表是否为空表
bool isEmpty(CirList& l)
{
	if (l->next == l)return true;
	return false;
}

二、双向链表

由于单链表无法逆向检索，循环链表逆向寻找元素时间复杂度也是O（n），所以这里提出双向链表的概念，就是给每个元素一个前驱指针，这样我们就可以直接逆向检索上一个元素了，而且时间复杂度为O（1）；双向链表的空表里面两个指针装的都是空指针
在这里插入图片描述

#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct Lnode
{
	int data;
	Lnode* next,*prior;
}*DoubList,Lnode;

//初始化一个双向链表
bool init_list(DoubList& l)
{
	l = new Lnode;
	if (l == NULL)return false;
	l->next = NULL;
	l->prior = NULL;
	return true;
}

//双向链表建立（前插法）
bool insert_list(DoubList& l)
{
	init_list(l);
	int x;
	while (cin >> x && x != 0)
	{
		Lnode* p = new Lnode{x,l->next,l};
		if (p == NULL)return false;
		if (l->next)l->next->prior = p;
		l->next = p;
	}
	return true;
}

//双链表建立（后插法）
bool insert_tail_list(DoubList& l)
{
	init_list(l);
	int x;
	Lnode* r =l;
	while (cin >> x && x != 0)
	{
		Lnode* p = new Lnode{ x,NULL,r };
		if (p == NULL)return false;
		r->next = p;
		r = p;
	}
	return true;
}

//按位插入：在i位插入元素e
bool insertElem(DoubList& l, int i, int e)
{
	if (i < 1)return false;
	int j=0;
	Lnode* r = l;
	while (j < i - 1 && r->next != NULL)
	{
		r = r->next;
		j++;
	}
	if (j != i - 1)return false;
	Lnode* p = new Lnode{ e,r->next,r };
	if (r->next)r->next->prior = p;
	r->next = p;
	return true;
}

//按值删除元素e
void deleteElem(DoubList&l,int e)
{
	if (!l->next)cout << "删除失败：链表为空" << endl;
	Lnode* r = l->next;
	while (r)
	{
		if (r->data == e)
		{
			r->prior->next = r->next;
			if (r->next)r->next->prior = r->prior;
			delete r;
			r = NULL;
			return;
		}
		r = r->next;
	}
}

//打印双链表
void print(DoubList l)
{
	Lnode* p=l;
	while (p->next)
	{
		p = p->next;
		cout << p->data << "\t";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	DoubList l;
	insert_list(l);
	print(l);
	deleteElem(l, 3);
	print(l);
	return 0;
}

三、循环双向链表

即使我们有了双向链表，但是当我们想要在尾节点找到头节点附近某个节点仍然不够快捷，所以就引进了循环双向链表的概念，不过判断条件这些就需要改变：判断结束条件从NULL变为链表名L

#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct Lnode
{
	int data;
	Lnode* next,*prior;
}*DoubCirList,Lnode;

//初始化一个循环双向链表
bool init_list(DoubCirList& l)
{
	l = new Lnode;
	if (l == NULL)return false;
	//指针域都指向自身
	l->next = l;
	l->prior = l;
	return true;
}

//双向循环链表建立（前插法）
bool insert_list(DoubCirList& l)
{
	init_list(l);
	int x;
	while (cin >> x && x != 0)
	{
		Lnode* p = new Lnode{x,l->next,l};
		if (p == NULL)return false;
		l->next->prior = p;
		l->next = p;
	}
	return true;
}

//双链表建立（后插法）
bool insert_tail_list(DoubCirList& l)
{
	init_list(l);
	int x;
	Lnode* r =l;
	while (cin >> x && x != 0)
	{
		Lnode* p = new Lnode{ x,l,r };
		if (p == NULL)return false;
		r->next = p;
		r = p;
	}
	return true;
}

//按位插入：在i位插入元素e
bool insertElem(DoubCirList& l, int i, int e)
{
	if (i < 1)return false;
	int j=0;
	Lnode* r = l;
	while (j < i - 1 && r->next != l)
	{
		r = r->next;
		j++;
	}
	if (j != i - 1)return false;
	Lnode* p = new Lnode{ e,r->next,r };
	r->next->prior = p;
	r->next = p;
	return true;
}

//按值删除元素e
void deleteElem(DoubCirList&l,int e)
{
	if (l->next==l)cout << "删除失败：链表为空" << endl;
	Lnode* r = l->next;
	while (r!=l)
	{
		if (r->data == e)
		{
			r->next->prior = r->prior;
			r->prior->next = r->next;
			delete r;
			r = NULL;
			return;
		}
		r = r->next;
	}
}

//打印双链表
void print(DoubCirList l)
{
	Lnode* p=l;
	while (p->next!=l)
	{
		p = p->next;
		cout << p->data << "\t";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	DoubCirList l;
	insert_tail_list(l);
	print(l);
	return 0;
}