数据结构之带头循环双链表

最新推荐文章于 2023-05-13 10:19:52 发布

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#带头循环双链表 #链表 #数据结构 #最优链表

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本文详细介绍了带头循环双链表的结构优势，包括可以方便地访问前后结点以及快速访问尾节点。文章还提供了带头循环双链表的基础操作实现，包括创建、初始化、插入、删除、查找和打印等操作，展示了这种链表结构的灵活性和实用性。

在数据结构中我们经常会接触到链表，链表也分好多种，带头结点和不带头结点、循环和不循环、单向链表和双向链表

而在众多不同结构的链表中带头循环双链表可以说是一种最优的链表结构

相比于单链表只能访问当前结点的后续结点的局限性，双链表既可以访问前面结点也可以访问后面结点

其次循环的情况下相比于非循环的链表在访问尾节点时，非循环的链表余姚遍历整个链表才能访问尾节点，而循环链表由于它的循环特性，不用遍历链表，头结点前一个结点就是尾节点，在访问速度上大大优于非循环链表

带头相对于不带头在对链表头插时候不会改变头结点的地址，不带头的每次头插和头删都会改变头指针，而带头结点可以解决这个问题

定义我们双链表结点的结构体，包括三个部分，_next和_prev指针分别指向下一个和前一个结点，_data用来存放数据

typedef int DataType;
typedef struct DListNode//结点
{
       struct DListNode* _next;
       struct DListNode* _prev;
       DataType _data;
}DListNode;

对于双链表的基础操作包括结点的插入，结点的删除，寻找某个结点，打印链表，销毁链表等

DListNode* BuyDListNode(DataType x);//创建新结点
DListNode* DListInit();//双链表初始化
void DListDestory(DListNode* head);//销毁链表
void DListPrint(DListNode* head);//打印链表
void DListPushBack(DListNode* head, DataType x);//尾插
void DListPushFront(DListNode* head, DataType x);//头插
void DListPopBack(DListNode* head);//尾删
void DListPopFront(DListNode* head);//头删
DListNode* DListFind(DListNode* head, DataType x);//寻找值为x的结点，返回它的地址
void DListInsert(DListNode* pos, DataType x);//在pos位置插入值为x的新结点
void DListErase(DListNode* pos);//删除pos位置结点

创建新的结点时用malloc申请空间，注意要判断是否申请成功，同时对_data赋值，对_prev 和_next指针置空，返回新开辟的结点地址

DListNode* BuyDListNode(DataType x)//创建新的结点
{
       DListNode* NewNode = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
       if (NewNode)
       {
              NewNode->_data = x;
              NewNode->_next = NULL;
              NewNode->_prev = NULL;
              return NewNode;
       }
       return NULL;
}

带头循环双链表初始化时是初始化链表的头Head，同样用malloc申请空间，此时链表里面为空，但是由于是循环链表，所以这块对Head->_next和Head->_prev都指向头，也就是自己本身,返回Head的地址

DListNode* DListInit()//链表初始化
{
       DListNode* Head = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));
       if (Head)
       {
              Head->_next = Head;
              Head->_prev = Head;
              return Head;
       }
       return NULL;
}

插入操作

void DListPushBack(DListNode* head, DataType x)//尾插
{
       DListNode* NewNode = BuyDListNode(x);
       DListNode* cur = head;
       while (cur->_next != head)
       {
              cur = cur->_next;
       }
       cur->_next = NewNode;
       NewNode->_prev = cur;
       NewNode->_next = head;
       head->_prev = NewNode;
}
void DListPushFront(DListNode* head, DataType x)//头插
{
       DListNode* NewNode = BuyDListNode(x);
       DListNode* cur = head->_next;
       head->_next = NewNode;
       NewNode->_prev = head;
       NewNode->_next = cur;
       cur->_prev = NewNode;
}
void DListInsert(DListNode* pos, DataType x)//在pos位置插入值为x的新的结点
{
       DListNode* tmp = pos->_prev;
       DListNode* NewNode = BuyDListNode(x);
       tmp->_next = NewNode;
       NewNode->_prev = tmp;
       NewNode->_next = pos;
       pos->_prev = NewNode;
}

删除操作

void DListPopBack(DListNode* head)//尾删
{
       DListNode* cur = head->_prev->_prev;
       free(head->_prev);
       head->_prev = cur;
       cur->_next = head;
}
void DListPopFront(DListNode* head)//头删
{
       DListNode* cur = head->_next->_next;
       free(head->_next);
       head->_next = cur;
       cur->_prev = head;
}
void DListErase(DListNode* pos)//删除pos位置结点
{
       DListNode* tmp1 = pos->_prev;
       DListNode* tmp2 = pos->_next;
       tmp1->_next = tmp2;
       tmp2->_prev = tmp1;
        free(pos);
        pos = NULL;
}

寻找值为x的结点

DListNode* DListFind(DListNode* head, DataType x)//寻找值为x的结点，返回它的地址
{
       DListNode* tmp = head->_next;
       while (tmp->_next != head->_next)
       {
              if (tmp->_data == x)
              {
                     return tmp;
              }
              tmp = tmp->_next;
       }
       return NULL;
}

打印链表

void DListPrint(DListNode* head)//打印链表
{
       assert(head);
       DListNode* cur = head;
       printf("Head->");
       while (cur->_next != head)
       {
              cur = cur->_next;
              printf("%d->", cur->_data);
       }
       printf("Head\n");
}

销毁链表

void DListDestory(DListNode* head)
{
       if (head == NULL)
       {
              return;
       }
       DListNode* cur1 = head;
       DListNode* cur2 = head->_next;
       while (cur2)
       {
              free(cur1);
              cur1 = cur2;
              cur2 = cur2->_next;
       }
}