C语言带头双向循环链表的示例代码
作者:南猿北者
前言
对于链表来说,不只有单链表这一个品种;
链表有很多种形态
按方向分:单向、双向
按带不带头:带头、不带头
按循环:循环、不循环
1、单向或则双向:
2、带头或者不带头:
3、循环或者不循环:
组合排列一下的话,链表一共有8种形态!!!
今天我们就来学习一下结构最复杂的带头双向循环链表!!!;
虽然名字听上去比较复杂,但是实现起来比单链表(全名:不带头、不循环、单向链表)更加简单,也不需要过多考虑特殊情况;
两种链表的比较:(上面是单链表,下面是带头双向循环链表)
结构分析
首先链表的头节点是不存储有效数据的(该节点被称为哨兵位),其次我们只需要知道改头节点的指针就能找到整个链表,并且便于对整个链表进行维护;
当然既然是双向的嘛,那节点一定有个指针域指向前一个节点,另一个指针域指向后一个节点;
那么我们的单个节点的数据结构就是:
现在我们定义了一个plist指针用来维护整个链表,根据上面说的plist就应该用来存储哨兵位的头节点的指针,那么如何表示链表为NULL的情况?
链表为空:
就是:
head->next=head;
head->prev=head;
链表的基本操作实现
创建节点
ListNode* ListCreate(LTDataType x) { ListNode* NewNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); if (!NewNode) exit(-1); NewNode->val = x; NewNode->prev = NULL; NewNode->next = NULL; return NewNode; }
我们在创建节点的时候就一起将数据域初始化,方标后续操作;
初始化链表
void InitDummyHead(ListNode* pHead) { assert(pHead); pHead->prev = pHead; pHead->next = pHead; }
链表销毁
// 双向链表销毁 void ListDestory(ListNode* pHead) { assert(pHead); ListNode* cur = pHead->next; ListNode* next = NULL; while (cur!=pHead) { next = cur->next; free(cur); cur = next; } free(cur); }
实现思路:
打印链表
除了哨兵位的节点存到是无效数据不打印外,其他节点的数据都要打印:
// 双向链表打印 void ListPrint(ListNode* pHead) { assert(pHead); ListNode* cur = pHead->next; while (cur != pHead) { ListNode* next = cur->next; printf("%d->",cur->val); cur = next; } printf("NULL\n"); }
链表尾插
该链表的尾插,比单链表的尾插简单太多了,不用遍历找尾:
// 双向链表尾插 void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); ListNode* NewNode = ListCreate(x); ListNode* tail = pHead->prev; tail->next = NewNode; NewNode->prev = tail; pHead->prev = NewNode; NewNode->next = pHead; }
链表尾删
由于是循环的,哨兵位的前一个节点就是尾节点,同时尾节点的前一个节点我们也不用遍历,可以很轻松的拿到:
// 双向链表尾删 void ListPopBack(ListNode* pHead) { assert(pHead); assert(!is_Empty(pHead));//判空 ListNode* tail = pHead->prev; ListNode* prev = tail->prev; ListNode* next = pHead; free(tail); prev->next = next; next->prev = prev; }
链表头插
// 双向链表头插 void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); ListNode* prev = pHead; ListNode* cur = pHead->next; ListNode* NewNode = ListCreate(x); prev->next = NewNode; NewNode->prev = prev; NewNode->next = cur; cur->prev = NewNode; }
链表头删
// 双向链表头删 void ListPopFront(ListNode* pHead) { assert(pHead); assert(!is_Empty(pHead));//判空 ListNode* prev = pHead; ListNode* cur = pHead->next; ListNode* next = cur->next; free(cur); prev->next = next; next->prev = prev; }
链表查找
// 双向链表查找 ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); assert(!is_Empty(pHead));//表都为NULL了,就没办法找了 ListNode* cur = pHead->next; while (cur != pHead) { if (cur->val == x) return cur; else cur = cur->next; } return NULL; }
链表pos位置前面去插入
// 双向链表在pos的前面进行插入 void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x) { assert(pos);//pos不能为NULL,由于参数限制我们无法对pos判断是否为哨兵位头节点,因此我们假设pos传的都是合法指针和NULL ListNode* NewNode = ListCreate(x); ListNode* prev = pos->prev; NewNode->next = pos; pos->prev = NewNode; prev->next = NewNode; NewNode->prev = prev; }
删除pos位置
// 双向链表删除pos位置的节点 void ListErase(ListNode* pos) { assert(pos);//由于参数限制,我们无法判断表是否为NULL; ListNode* prev = pos->prev; ListNode* next = pos->next; free(pos); prev->next = next; next->prev = prev; }
链表判空
//判断链表是否为NULL bool is_Empty(ListNode* pHead) { assert(pHead); return pHead == pHead->prev; }
代码复用
我们上面既然实现了在pos位置之前插入和删除pos位置的数据;
那么:
ListInsert(plist,x);//相当于尾插 ListInsert(plist->next, x);//相当于头插 ListErase(plist->next);//相当于头删 ListErase(plist->prev);//相当于尾删;
那么实际上我们只要实现ListInsert、ListErase这两个接口就能快速实现出带头双向循环链表了;
总代码及头文件
头文件的包含:
#pragma once #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<stdbool.h> // 带头+双向+循环链表增删查改实现 typedef int LTDataType; typedef struct ListNode { LTDataType val; struct ListNode* next; struct ListNode* prev; }ListNode; // 创建返回链表的头结点. ListNode* ListCreate(LTDataType x); //初始化哨兵位的头节点; void InitDummyHead(ListNode* pHead); // 双向链表销毁 void ListDestory(ListNode* pHead); // 双向链表打印 void ListPrint(ListNode* pHead); // 双向链表尾插 void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x); // 双向链表尾删 void ListPopBack(ListNode* pHead); // 双向链表头插 void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x); // 双向链表头删 void ListPopFront(ListNode* pHead); // 双向链表查找 ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x); // 双向链表在pos的前面进行插入 void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x); // 双向链表删除pos位置的节点 void ListErase(ListNode* pos); //判断链表是否为NULL bool is_Empty(ListNode* pHead);
功能代码实现:
#include"DList.h" ListNode* ListCreate(LTDataType x) { ListNode* NewNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); if (!NewNode) exit(-1); NewNode->val = x; NewNode->prev = NULL; NewNode->next = NULL; return NewNode; } void InitDummyHead(ListNode* pHead) { assert(pHead); pHead->prev = pHead; pHead->next = pHead; } // 双向链表销毁 void ListDestory(ListNode* pHead) { assert(pHead); ListNode* cur = pHead->next; ListNode* next = NULL; while (cur!=pHead) { next = cur->next; free(cur); cur = next; } free(cur); } // 双向链表打印 void ListPrint(ListNode* pHead) { assert(pHead); ListNode* cur = pHead->next; while (cur != pHead) { ListNode* next = cur->next; printf("%d->",cur->val); cur = next; } printf("NULL\n"); } // 双向链表尾插 void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); /*ListNode* NewNode = ListCreate(x); ListNode* tail = pHead->prev; tail->next = NewNode; NewNode->prev = tail; pHead->prev = NewNode; NewNode->next = pHead;*/ ListInsert(pHead,x);//函数复用 } // 双向链表尾删 void ListPopBack(ListNode* pHead) { assert(pHead); assert(!is_Empty(pHead));//判空 /*ListNode* tail = pHead->prev; ListNode* prev = tail->prev; ListNode* next = pHead; free(tail); prev->next = next; next->prev = prev;*/ ListErase(pHead->prev);//函数复用 } // 双向链表头插 void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); /*ListNode* prev = pHead; ListNode* cur = pHead->next; ListNode* NewNode = ListCreate(x); prev->next = NewNode; NewNode->prev = prev; NewNode->next = cur; cur->prev = NewNode;*/ ListInsert(pHead->next,x);//函数复用 } // 双向链表头删 void ListPopFront(ListNode* pHead) { assert(pHead); assert(!is_Empty(pHead));//判空 /*ListNode* prev = pHead; ListNode* cur = pHead->next; ListNode* next = cur->next; free(cur); prev->next = next; next->prev = prev;*/ ListErase(pHead->next);//函数复用 } // 双向链表查找 ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x) { assert(pHead); assert(!is_Empty(pHead));//表都为NULL了,就没办法找了 ListNode* cur = pHead->next; while (cur != pHead) { if (cur->val == x) return cur; else cur = cur->next; } return NULL; } // 双向链表在pos的前面进行插入 void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x) { assert(pos);//pos不能为NULL,由于参数限制我们无法对pos判断是否为哨兵位头节点,因此我们假设pos传的都是合法指针和NULL ListNode* NewNode = ListCreate(x); ListNode* prev = pos->prev; NewNode->next = pos; pos->prev = NewNode; prev->next = NewNode; NewNode->prev = prev; } // 双向链表删除pos位置的节点 void ListErase(ListNode* pos) { assert(pos);//由于参数限制,我们无法判断表是否为NULL; ListNode* prev = pos->prev; ListNode* next = pos->next; free(pos); prev->next = next; next->prev = prev; } //判断链表是否为NULL bool is_Empty(ListNode* pHead) { assert(pHead); return pHead == pHead->prev; }
以上就是C语言带头双向循环链表的示例代码的详细内容,更多关于C语言带头双向循环链表的资料请关注脚本之家其它相关文章!