数据结构------双向带头循环链表

最新推荐文章于 2025-01-17 17:53:24 发布

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分类专栏： C++数据结构文章标签：链表数据结构散列表

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本文详细介绍了双向带头循环链表的概念、模型及常见操作，如初始化、尾插、头插、头删、尾删、任意位置插入和删除等。通过示例代码展示了如何高效地实现这些操作，特别强调了一级指针在实现过程中的优势。此外，还提供了完整的C语言实现代码供参考。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.什么是双向带头循环链表？模型。

上次写的链表是单向的，就是只去不会，但是我想让他有来有回所以叫单向，带头是创建一个哨兵位头结点，但不影响实际写的链表。循环我就不解释了。

上模型：

2.初始化链表

2.1 创建结点函数

ListNode* BuyListNode(SLTDateType x)
{
	ListNode* node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));  //开辟一个结点
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc:fault");
		exit(-1);
	}
	node->date = x;      //把值给这个结点
	node->next = NULL;   //	全都赋值
	node->prev = NULL;    //全都赋值
	return  node;
}

2.2初始化

//初始化
ListNode* ListInit()
{
	ListNode* phead = BuyListNode(-1);  //创建哨兵位，不一定取-1，想取啥取啥
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	//既然是循环，那它的头指向自己，尾指向自己
	return phead;
}

刚开始就一个头结点，所以要首尾都指向自身。

3.尾插实现

3.1图示

3.2尾插

//尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, SLTDateType x)
{
	assert(phead);
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	ListNode* tail = phead->prev;
	tail->next = newnode;  //把newnode给tail
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = phead;
	phead->prev = newnode;
}

最灵性的的是tail=phead->prev，所以首尾相连了。

要实现尾插，无非四步d3结点和newnode相连，phead和newnode相连。

4.打印函数实现

4.1打印函数

//打印函数
void ListPrint(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->date);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

注意不打印头结点所以cur是phead->next; 判断条件是！=phead,因为这是一个循环，最后一个跟phead连着呢，所以不等于。

4.2尾插实现

5.思考为啥是一级指针

单链表是二级指针实现尾插的，为啥这个是一级指针？为啥能用一级指针？

当我们写单链表时，要实现尾插首先我们要找到尾，咱们一般都是定义一个一级指针并改变这个指针来找尾，但是循环链表就不需要了。因为它的尾和phead紧密相连（设cur是尾），cur->next就是头，所以不需要一级指针的改变，所以一级指针就可以应付了。

6.头插实现

6.1图解

是插在d1前面不是head前面。

6.2实现代码

//头插
void ListPushFront(ListNode* phead, SLTDateType x)
{
	assert(phead);
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	ListNode* next = phead->next;   //来记录d1的地址放止一会找不到。
	
	//还是四步链接
	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	newnode->next=next;
	next->prev=newnode;
}

注意：其实不加这个next也可以，为啥还要加，就看上面这个代码，如果先连接phead和newnode那d1的地址咱就找不到了，所以就只能先连接后边的，但是加上next就不用看顺序来

了。

6.3特殊情况

就只有一个头结点进行头插，那next就是phead了。

再看咱这代码加图，照样可以。把d1换成phead,一样。

7.头删

7.1图解

注意啊兄弟们，不是删除第一个，第一个是哨兵节点，d1才是实际上的第一个。

7.2代码

//头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	phead->next = cur->next;
	cur->next->prev = phead;
	free(cur);

}

cur->next是d2，把d2的地址给phead，所以是cur->next->prev。

7.3多删

如果五个数据删六次呢？

所以代码：

//头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	phead->next = cur->next;
	cur->next->prev = phead;
	free(cur);

}

8.尾删

8.1上图

双链表对尾删最友好的地方是不用遍历找尾，phead->prev就是尾。

8.2代码

//尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead); //前车之鉴
	ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* tailPrev = tail->prev;
	free(tail);
	tailPrev->next = phead;
	phead->prev = tailPrev;
}

9.在任意（pos）位置的插入删除。

9.1 插入

//pos位置插
void ListInsert(ListNode* pos, SLTDateType x)
{   
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;   //pos前面的那个结点
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);

	//四步走
	prev->next=newnode;
	newnode->prev = prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

9.2尾插·头插的复用

9.3思考

为啥尾插是参数phead？

d3是尾，要在d3那插入可不是尾插，在phead前插入不就是尾插吗？因为phead->prev必须指向链表的尾部。

9.4pos位置的删除

9.5复用

9.6思考

为啥尾插是phead,而尾删是phead->prev？

首先我们要理解进行尾插时，就是在pos前插入，那要找到pos位置，并在它前边插入，pos就是phead。

而进行尾删时也要找到pos，并删除pos，这个是删除pos位。所以是phead->prev。

10销毁

//销毁
void ListDestory(ListNode* phead)
{
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
}

11.SList.h代码

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

typedef int SLTDateType;

typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* prev;     //头
	struct ListNode* next;     //尾
	SLTDateType  date;
}ListNode;

 //初始化
ListNode* ListInit();

//打印
void ListPrint(ListNode* phead);

//开辟节点
ListNode* BuyListNode(SLTDateType x);

//尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, SLTDateType x);

//头插
void ListPushFront(ListNode* phead, SLTDateType x);

//头删
void ListPopFront(ListNode* phead);

//尾删
void ListPopBack(ListNode* phead);

//pos位置插
void ListInsert(ListNode* pos, SLTDateType x);

//pos位置删除
void ListErase(ListNode* pos);

//销毁
void ListDestory(ListNode* phead);

12.SList.c代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SList.h"

ListNode* BuyListNode(SLTDateType x)
{
	ListNode* node = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));  //开辟一个结点
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc:fault");
		exit(-1);
	}
	node->date = x;      //把值给这个结点
	node->next = NULL;   //	全都赋值
	node->prev = NULL;    //全都赋值
	return  node;
}
//初始化
ListNode* ListInit()
{
	ListNode* phead = BuyListNode(-1);  //创建哨兵位，不一定取-1，想取啥取啥
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
	//既然是循环，那它的头指向自己，尾指向自己
	return phead;
}

//打印函数
void ListPrint(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->date);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}


//尾插
void ListPushBack(ListNode* phead, SLTDateType x)
{
	assert(phead);
	ListInsert(phead, x);
	//ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	//ListNode* tail = phead->prev;
	//tail->next = newnode;  //把newnode给tail
	//newnode->prev = tail;
	//newnode->next = phead;
	//phead->prev = newnode;
}


//头插
void ListPushFront(ListNode* phead, SLTDateType x)
{
	assert(phead);
	ListInsert(phead->next, x);
	//ListNode* newnode = BuyListNode(x);
	//ListNode* next = phead->next;   //来记录d1的地址放止一会找不到。
	//
	////还是四步链接
	//phead->next = newnode;
	//newnode->prev = phead;
	//newnode->next=next;
	//next->prev=newnode;
}

//头删
void ListPopFront(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead);
	ListErase(phead->next);

	/*ListNode* cur = phead->next;
	phead->next = cur->next;
	cur->next->prev = phead;
	free(cur);*/

}

//尾删
void ListPopBack(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(phead->next != phead); //前车之鉴
	ListErase(phead->prev);

	/*ListNode* tail = phead->prev;
	ListNode* tailPrev = tail->prev;
	free(tail);
	tailPrev->next = phead;
	phead->prev = tailPrev;*/
}

//pos位置插
void ListInsert(ListNode* pos, SLTDateType x)
{   
	assert(pos);
	ListNode* prev = pos->prev;   //pos前面的那个结点
	ListNode* newnode = BuyListNode(x);

	//四步走
	prev->next=newnode;
	newnode->prev = prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

//pos位置删除
void ListErase(ListNode* pos)
{
	ListNode* prev = pos->prev;
	ListNode* next = pos->next;
	prev->next = next;
	next->prev = prev;
	free(pos);
}

//销毁
void ListDestory(ListNode* phead)
{
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		ListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	free(phead);
}