带头双向循环链表
- 带头双向循环链表的优点
1.支持任意位置时间复杂度为O(1)的插入和删除。
2.按照需求申请释放空间，无需担心空间不够用，无需担心浪费。
3.带头可以省去链表为空时的判断，可以使代码更加简约
- 带头双向循环链表的缺点
1.不可以进行下标随机访问。
2.缓存利用率低
带头双向循环链表是线性表的一种，带头双向循环链表是链式存储的线性表，不同于顺序表，链表在内存空间中不连续。
- 带头：带头就是带哨兵位，可以省链表为空时进行的判断。
- 双向：由结构体内的next指针下一条数据进行链接，由prev对前一条数据进行链接🧐。
- 循环：以循环方式进行链接，头的（前一个）prev是尾，尾的next（后一个）是头。
PS:需要源码直接通过目录跳转到最后
带头双向循环链表主体结构
默认大小与扩容大小还有类型都可以是任意大小或类型
typedef int DListDataType; //数据类型 typedef struct ListNode { DListDataType data; struct ListNode* prev; //指针指向前一个结点 struct ListNode* next; //指针指向后一个结点 }LTNode;
带头双向循环链表操作函数介绍
LTNode* InitLTNode(); //链表初始化
void ListInsert(LTNode* pos, DListDataType x); //任意位置插入
void ListPushBack(LTNode* phead, DListDataType x); //尾插
void ListPushFront(LTNode* phead, DListDataType x); //头插
void print(LTNode* phead); //输出链表
void ListErase(LTNode* pos); //任意位置删除
void ListPopBack(LTNode* phead); //尾删
void ListPopFront(LTNode* phead); //头删
LTNode* LTModify(LTNode* phead, DListDataType x); //修改指定结点
LTNode* LTFind(LTNode* phead, DListDataType x); //查找指定结点
void LTDestory(LTNode* phead); //销毁链表
为了代码方便阅读，将带头双向循环链表操作函数全部放在LinkedList.c文件中，将头文件放在LinkedList.h，测试文件test.c 😮
带头双向循环链表操作函数实现
为了方便调试，建议每写完1-2个函数就进行测试，初始化之后，首先实现print函数可以方便我们进行调试。
带头双向循环链表的初始化函数：
LTNode* Phead = InitLTNode(); //初始化哨兵位 LTNode* BuyNewNode(DListDataType x) //开辟一个新结点 { LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode)); if (newnode == NULL) { perror("malloc"); return NULL; } newnode->next = NULL; newnode->prev = NULL; newnode->data = x; return newnode; } LTNode* InitLTNode() { LTNode* phead = BuyNewNode(-1); phead->next = phead; phead->prev = phead; return phead; }
必须先进行初始化哨兵位，将哨兵位指向自己形成循环
打印函数
先写出打印函数，方便进行调试
void print(LTNode* phead) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; printf("head"); while (cur!=phead) { printf("->%d", cur->data); cur = cur->next; } printf("\n"); }
带头双向循环链表插入函数：
指定结点后插入和查找函数
两个函数可以配合使用，使用LTFind查找到需要插入的位置，然后使用ListInsert进行更改
LTNode* LTFind(LTNode* phead, DListDataType x) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; while (cur) { if (cur->data == x) { return cur; } cur = cur->next; } return NULL; } LTNode* BuyNewNode(DListDataType x) { LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode)); if (newnode == NULL) { perror("malloc"); return NULL; } newnode->next = NULL; newnode->prev = NULL; newnode->data = x; return newnode; } void ListInsert(LTNode* pos,DListDataType x) { assert(pos); LTNode* newnode = BuyNewNode(x); LTNode* prev = pos->prev; prev->next = newnode; newnode->prev = prev; newnode->next = pos; pos->prev = newnode; }
头插
头插将新结点插入到哨兵位后面的结点
这里面有一种简单的写法，就是直接复用ListInsert，将哨兵位后面的结点传过去，也是头插的效果
void ListPushFront(LTNode* phead, DListDataType x) { assert(phead); //第一种方法 //ListInsert(phead->next,x); //第二种方法 LTNode* newnode = BuyNewNode(x); LTNode* secound = phead->next; newnode->next = secound; secound->prev = newnode; phead->next = newnode; newnode->prev = phead; }
尾插
从最后一个结点后面插入新结点
尾插也可以复用ListInsert函数
- 尾插也会用到申请新结点的函数，这里不重复了
void ListPushBack(LTNode* phead, DListDataType x) { assert(phead); //第一种办法 //ListInsert(phead,x); //第二种办法 LTNode* newnode = BuyNewNode(x); LTNode* tail = phead->prev; tail->next = newnode; newnode->prev = tail; newnode->next = phead; phead->prev = newnode; }
带头双向循环链表删除函数
指定结点删除
删除指定结点，配合STFInd使用，将指定节点前一个结点的next连接到指定结点后一个结点，再将指定结点后面结点的prev连接到指定指定结点前一个结点。
void ListErase(LTNode* pos) { assert(pos); LTNode* prev = pos->prev; LTNode* next = pos->next; prev->next = next; next->prev = prev; free(pos); }
头删
记得进行断言，当只有一个哨兵位时与头结点为空都无法进行删除
可以对STErase进行复用
void ListPopFront(LTNode* phead) { assert(phead); assert(phead != phead->next); //第一种方法 //ListErase(phead->next); //第二种 LTNode* secound = phead->next; phead->next = secound->next; secound->next->prev = phead; free(secound); }
尾删
void ListPopBack(LTNode* phead) { assert(phead); assert(phead != phead->next); //第一种方法 //ListErase(phead->prev); //第二种方法 LTNode* tail = phead->prev; phead->prev = tail->prev; tail->prev->next = phead; free(tail); }
带头双向循环链表修改函数
配合LTFind函数使用
LTNode* LTFind(LTNode* phead, DListDataType x) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; while (cur) { if (cur->data == x) { return cur; } cur = cur->next; } return NULL; } LTNode* LTModify(LTNode* phead, DListDataType x) { LTNode* pos = LTFind(phead, x); int y; scanf("%d", &y); pos->data = y; }
销毁带头双向循环链表
将每个结点依次释放。最后将哨兵位释放。
void LTDestory(LTNode* phead) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; while (cur!=phead) { LTNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } free(phead); }
源代码文件
🌞🌞为了使代码更有阅读性，我们不建议把所有函数写在一个文件里，所以这里分成三个文件，模块化管理
test.c
测试文件
#include "DList.h" void test1() { LTNode* Phead = InitLTNode(); ListPushBack(Phead, 666); ListPushBack(Phead, 777); ListPushBack(Phead, 9999); ListPushBack(Phead, 888); print(Phead); ListPopBack(Phead); print(Phead); ListPopFront(Phead); print(Phead); ListPopFront(Phead); ListPopFront(Phead); print(Phead); ListPushFront(Phead,111); print(Phead); ListPushFront(Phead, 112); print(Phead); LTDestory(Phead); Phead = NULL; } int main() { test1(); }
DList.c
i将所有函数封装在此文件下
#include "DList.h" LTNode* BuyNewNode(DListDataType x) { LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode)); if (newnode == NULL) { perror("malloc"); return NULL; } newnode->next = NULL; newnode->prev = NULL; newnode->data = x; return newnode; } LTNode* InitLTNode() { LTNode* phead = BuyNewNode(-1); phead->next = phead; phead->prev = phead; return phead; } void ListInsert(LTNode* pos,DListDataType x) { assert(pos); LTNode* newnode = BuyNewNode(x); LTNode* prev = pos->prev; prev->next = newnode; newnode->prev = prev; newnode->next = pos; pos->prev = newnode; } void ListPushBack(LTNode* phead, DListDataType x) { //ListInsert(phead,x); assert(phead); LTNode* newnode = BuyNewNode(x); LTNode* tail = phead->prev; tail->next = newnode; newnode->prev = tail; newnode->next = phead; phead->prev = newnode; } void ListPushFront(LTNode* phead, DListDataType x) { //ListInsert(phead->next,x); assert(phead); LTNode* newnode = BuyNewNode(x); LTNode* secound = phead->next; newnode->next = secound; secound->prev = newnode; phead->next = newnode; newnode->prev = phead; } void ListErase(LTNode* pos) { assert(pos); LTNode* prev = pos->prev; LTNode* next = pos->next; prev->next = next; next->prev = prev; free(pos); } void ListPopBack(LTNode* phead) { //ListErase(phead->prev); assert(phead); assert(phead != phead->next); LTNode* tail = phead->prev; phead->prev = tail->prev; tail->prev->next = phead; free(tail); } void ListPopFront(LTNode* phead) { assert(phead); assert(phead != phead->next); //ListErase(phead->next); LTNode* secound = phead->next; phead->next = secound->next; secound->next->prev = phead; free(secound); } void print(LTNode* phead) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; printf("head"); while (cur!=phead) { printf("->%d", cur->data); cur = cur->next; } printf("\n"); } LTNode* LTFind(LTNode* phead, DListDataType x) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; while (cur) { if (cur->data == x) { return cur; } cur = cur->next; } return NULL; } LTNode* LTModify(LTNode* phead, DListDataType x) { LTNode* pos = LTFind(phead, x); int y; scanf("%d", &y); pos->data = y; } void LTDestory(LTNode* phead) { assert(phead); LTNode* cur = phead->next; while (cur!=phead) { LTNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } free(phead); }
DLlist.h
将主程序所需要的函数全部在头文件中声明，增加代码阅读性
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> #include <malloc.h> #include <assert.h> typedef int DListDataType; typedef struct ListNode { DListDataType data; struct ListNode* prev; struct ListNode* next; }LTNode; LTNode* InitLTNode(); void ListInsert(LTNode* pos, DListDataType x); void ListPushBack(LTNode* phead, DListDataType x); void ListPushFront(LTNode* phead, DListDataType x); void print(LTNode* phead); void ListErase(LTNode* pos); void ListPopBack(LTNode* phead); void ListPopFront(LTNode* phead); LTNode* LTModify(LTNode* phead, DListDataType x); LTNode* LTFind(LTNode* phead, DListDataType x); void LTDestory(LTNode* phead);
撒花
这就是实现带头双向循环链表的全部内容了，创作不易，还请各位小伙伴多多点赞👍关注收藏⭐，以后也会更新各种关于c语言，数据结构的博客，撒花！
