《数据结构》交换双向循环链表的结点p和它的前驱结点

2.9 交换双向循环链表的结点p和它的前驱结点  

题目描述:

已知p指向双向循环链表中的一个结点,其结点结构为data,prior,next三个域;
写出算法change(p),交换p所指向的结点及其前驱结点的顺序。


交换算法:

void Change(LinkList p){
	struct DLnode *q;
	q=p->prior;
	q->prior->next=p;//p的前驱的前驱之后继为p
 	p->prior=q->prior;//p的前驱指向其前驱的前驱。
 	q->next=p->next;//∥p的前驱的后继为p的后继。
 	q->prior=p;//p与其前驱交换
	p->next->prior=q;//p的后继的前驱指向原p的前驱
 	p->next=q;//p的后继指向其原来的前驱

}


实现:

/*
已知p指向双向循环链表中的一个结点,其结点结构为data,prior,next三个域;
写出算法change(p),交换p所指向的结点及其前驱结点的顺序。 
*/ 
#include<stdio.h>
#define MAX 100
 typedef struct DLnode{
 	int data;
 	struct DLnode *prior;
 	struct DLnode *next;
 }DLnode,*LinkList;
 
 int InitList(LinkList &L){
 	L=new DLnode;
 	L->next=L;
 	L->prior=L;
 	return 1;
 }
 
 void TraveList(LinkList L){
 	struct DLnode *p;
 	p=L->next;
 	while(p!=L){
 		printf("%d ",p->data);
 		p=p->next;
 	}
 	printf("\n");
 }
 
 int ListLength(LinkList &L){
 	struct DLnode *p;
 	int length=0;
 	while(p){
 		++length;
 		p=p->next;
 	}
 	return length;
 }
 
 void CreateList(LinkList &L,int &n){
 	L=new DLnode;
 	L->next=L;
 	L->prior=L;
 	struct DLnode *p;
 	p=L;
 	for(int i=0;i<n;i++){
 		printf("请输入第%d个元素的值:",i+1);
 		struct DLnode *s;
 		s=new DLnode;
 		scanf("%d",&s->data);
 		p->next=s;
 		s->next=L;
 		s->prior=p;
 		p=s;
 	}
 }

void Change(LinkList p){
	struct DLnode *q;
	q=p->prior;
	q->prior->next=p;//p的前驱的前驱之后继为p
 	p->prior=q->prior;//p的前驱指向其前驱的前驱。
 	q->next=p->next;//∥p的前驱的后继为p的后继。
 	q->prior=p;//p与其前驱交换
	p->next->prior=q;//p的后继的前驱指向原p的前驱
 	p->next=q;//p的后继指向其原来的前驱

}
 
 int main(){
 	LinkList L;
 	if(InitList(L)){
 		printf("初始化成功\n");
 	}else{
 		printf("初始化失败.\n");
 	}
 	
 	printf("请输入链表元素个数:");
 	int n;
 	scanf("%d",&n);
 	CreateList(L,n);
 	TraveList(L);
 	
 	printf("请输入要交换的结点的值:");
 	struct DLnode *s;
 	s=new DLnode;
 	scanf("%d",&s->data);
 	struct DLnode *p;
 	p=L->next;
 	while(p!=L){
 		if(p->data==s->data){
 			Change(p);
 			
 			break;
 		}else{
 			p=p->next;
 		}
 	}
 	TraveList(L);
 }



在C语言中,我们可以设计一个函数 `exchange` 来实现对双向循环链表中某节点及其前驱节点位置的交换。以下是完整的解决方案及详细说明: --- ### 完整代码 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义双向循环链表节点结构 typedef struct Node { int data; // 数据域 struct Node* prior; // 前驱指针 struct Node* next; // 后继指针 } Node; // 函数声明:交换 p 所指向的节点其前驱节点的位置 void exchange(Node* p) { if (p == NULL || p->prior == p || p->next == p) { // 检查特殊情况:空列表或只有一个元素 return; } Node* pre = p->prior; // 获取前驱节点 Node* aft = p->next; // 获取后继节点 // 如果当前节点已经是头节点,则需要调整头节点的位置 if (pre->prior == p) { // 此情况表示该链表只有两个节点,无需进一步处理 return; } // Step 1: 修改前驱节点的连接关系 pre->prior->next = p; // 将原前驱节点的前驱指向当前节点 p p->prior = pre->prior; // 当前节点 p 的前驱更新为原来的“前驱的前驱” // Step 2: 修改当前节点 p 的连接关系 p->next = pre; // 当前节点 p 的下一个节点变为之前的前驱节点 pre->prior = p; // 前驱节点的前驱指向当前节点 p // Step 3: 调整后续节点的关系 pre->next = aft; // 原前驱节点的下一节点改为当前节点的原来下一节点 if(aft !=NULL){ aft->prior = pre; // 更新当前节点原本后继节点的前驱信息 } } // 辅助函数:创建新节点 Node* create_node(int value) { Node* new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); new_node->data = value; new_node->prior = new_node->next = new_node; // 初始化为自己,构成单节点环 return new_node; } // 测试代码 int main() { // 创建一些节点并构建双向循环链表 Node* head = create_node(1); Node* node2 = create_node(2); Node* node3 = create_node(3); // 构建双向链接关系 head->next = node2; node2->prior = head; node2->next = node3; node3->prior = node2; node3->next = head; head->prior = node3; // 输出原始链表数据 printf("Original List:\n"); for (Node* temp = head; ; ) { printf("%d ", temp->data); temp = temp->next; if (temp == head) break; } printf("\n"); // 进行节点交换测试 exchange(node3); // 例如交换node3它的前驱节点node2 // 再次遍历并输出修改后的链表 printf("After Exchange:\n"); for (Node* temp = head; ; ) { printf("%d ", temp->data); temp = temp->next; if (temp == head) break; } printf("\n"); return 0; } ``` --- ### 思路解析 1. **确定目标节点前驱节点**: - 首先确认给定的节点 `p` 其前驱节点 `pre` 是否有效。 2. **特殊边界条件检查**: - 若链表为空 (`p==NULL`) 或者仅有一个节点(即首尾相连),则直接返回不做任何操作。 3. **调整指针关系**: - 先保存所有必要的临时引用,包括前驱的前驱、后继等; - 然后再逐步调整各部分之间的连接关系,保证整个过程不会破坏原有的连通性。 4. **注意循环特性**: - 因为这是个双向循环链表,在最后一步需特别留意头尾衔接是否正常恢复。 ---
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