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C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表

发布时间:2022-03-29 17:47:28 来源:亿速云 阅读:101 作者:iii 栏目:开发技术

这篇文章主要介绍了C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

    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 

    C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表

    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;
    }

    关于“C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表”这篇文章的内容就介绍到这里,感谢各位的阅读!相信大家对“C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表”知识都有一定的了解,大家如果还想学习更多知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道。

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