追梦之旅【数据结构篇】——详解C语言动态实现带头结点的双向循环链表结构(上)

简介: 前言🙌预备小知识💞链表的概念及结构🙌预备小知识💞链表的概念及结构🙌带头结点的双向循环链表结构🙌整体实现内容分析💞1.头文件编码实现🙌2.代码功能实现🙌1)这是生成新节点函数实现。😊2)生成带头结点的空链表函数实现。😊3)删除链表函数实现。😊4)顺序输出链表函数实现。😊5)尾插函数实现。😊

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前言🙌


   哈喽各位友友们😊,我今天又学到了很多有趣的知识,现在迫不及待的想和大家分享一下!😘我仅已此文,手把手带领大家学习C语言动态实现实现带头结点的双向循环链表结构~ 用代码来实现一个带头结点的双向循环链表结构,完成增删查改,顺序输出和逆序输出,判空的功能。都是精华内容,可不要错过哟!!!😍😍😍


预备小知识💞


链表的概念及结构🙌


链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链

接次序实现的 。


预备小知识💞


链表的概念及结构🙌


链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链

接次序实现的 。

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带头结点的双向循环链表结构🙌


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


整体实现内容分析💞


首先在头文件先定义结构体和各个功能函数的声明,并把有关的头文件包含上去。各个函数如何实现的,已在实验步骤描述清楚,这里就不在赘述了,主要是对各个函数的实现,用到malloc动态开辟新节点的空间,用assert断言确保指针有效,通过画图来帮助理清代码实现的思路,指针的指向如何,要考虑哪些情况。然后再测试代码中,将上述代码都进行测试,显示结果。


1.头文件编码实现🙌


1、  
2、  #pragma once
3、  #include <stdio.h>
4、  #include <stdlib.h>
5、  #include <assert.h>
6、  #include <stdbool.h>
7、  
8、  typedef int LTDataType;
9、  // 带头双向循环链表结构体
10、 typedef struct ListNode
11、 {
12、   struct ListNode* next;
13、   struct ListNode* prev;
14、   LTDataType data;
15、 }ListNode;
16、 ListNode* ListInit();//链表初始化
17、 void ListDestory(ListNode* phead);//删除链表
18、 void ListPrintFront(ListNode* phead);//链表顺序输出
19、 void ListPrintBack(ListNode* phead);//链表逆序输出
20、 void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x);//尾插
21、 void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);//头插
22、 void ListPopFront(ListNode* phead);//头删
23、 void ListPopBack(ListNode* phead);//尾删
24、 ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);//查找
25、 void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x);// pos位置之前插入x
26、 void ListErase(ListNode* pos);// 删除pos位置的值
27、 bool ListEmpty(ListNode* phead);判空函数


2.代码功能实现🙌


1)这是生成新节点函数实现。😊


代码实现思路详解:

//用malloc动态开辟新节点的空间,把数值赋值给新节点
//,newnode的next和prev指针指向空。

ListNode* BuyListNode(LTDataType x)
{
  ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  newnode->prev = NULL;
  return newnode;
}


2)生成带头结点的空链表函数实现。😊


代码实现思路详解:

//2)生成带头结点的空链表,将头结点的指针都指向自己即可。

ListNode* ListInit()
{
  ListNode* phead = BuyListNode(0);
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;
  return phead;
}


3)删除链表函数实现。😊


代码实现思路详解:


//3)先用assert断言以下确保phead指针不为空,生成cur指针先指向第一个结点位置。用while循环执行删表:在定义一个next指针指向cur的下一个结点,free掉cur指向的结点,cur移动到next位置。最后删除头结点即可

//

void ListDestory(ListNode* phead)//删除链表
{
  assert(phead);
  ListNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    ListNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  free(phead);
  phead = NULL;
}


4)顺序输出链表函数实现。😊


代码实现思路详解:

//4)顺序输出链表。先assert断言确保指针有效。定义一个指向链表首结点的指针,打印完一个,cur到下一个节点知道cur回到phead为止。

void ListPrintFront(ListNode* phead)
{
  assert(phead);
  ListNode* cur = phead->next;
  while (cur != phead)
  {
    printf("%d ", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("\n");
}


5)尾插函数实现。😊


代码实现思路详解:

//5)尾插函数。先assert确保指针有效性,定义tail指针指向最后一个节点,然后生成新节点然后通过指针将tail指向的节点与新生成的节点相连,新生成的节点与哨兵位头结点相连

void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x)
{
  assert(phead);
  ListNode* tail = phead->prev;
  ListNode* newnode = BuyListNode(x);
  tail->next = newnode;
  newnode->prev = tail;
  newnode->next = phead;
  phead->prev = newnode;
}
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