数据结构和算法（2）-单向循环链表

一.单向循环链表

循环链表 是另一种形式的链式存储结构，特点是表中最后一个节点的指针域指向头结点，整个链表形成一个环。所以从表中任意节点出发，都可以找到表中其他的结点。

单向循环链表 的操作和单链表基本一致，唯一不同的是，当链表遍历时，判断当前指针p是否指向尾结点的终止条件不同:

• 单链表中，条件为p!=NULL 或 p->next !=NULL
• 循环链表中，条件为p!=L 或 p->next != L

二.常规操作

1.定义结点

typedef int Status;// Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等
typedef int ElemType;// ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int

typedef struct Node{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;

typedef struct Node * LinkList;

2.创建单向循环链表

需要考虑两种情况：

• 只包含一个结点(即首元结点）
• 包含多个节点，就要寻找尾结点，将新结点的指针指向首元结点，然后尾结点的指针指向新结点。

Status CreateList(LinkList *L){
    int item;
    LinkList temp = NULL;
    LinkList target = NULL;
    printf("输入节点的值，输入0结束\n");
    while(1)
    {
        scanf("%d",&item);
        if(item==0) break;
          //如果输入的链表是空。则创建一个新的节点，使其next指针指向自己  (*head)->next=*head;
        if(*L==NULL)
        {
            *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if(!L)exit(0);
            (*L)->data=item;
            (*L)->next=*L;
        }
        else
        {
           //输入的链表不是空的，寻找链表的尾节点，使尾节点的next=新节点。新节点的next指向头节点
            for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
            temp=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
            if(!temp) return ERROR;
            temp->data=item;
            temp->next=*L;  //新节点指向头节点
            target->next=temp;//尾节点指向新节点
        }
    }
    return OK;
}

3.插入结点

3.1 插入的位置是首元结点

• 要找到尾结点，将尾结点的next指针指向新结点
• 让新结点的next指针指向首元结点
• 头指针指向新结点

3.2 插入的位置非首元结点

• 找到插入位置的前一结点
• 新结点的next指向前一结点的next
• 前一结点的next指针指向新结点

Status ListInsert(LinkList *L, int place, int num){
    LinkList temp ,target;
    int i;
    if (place == 1) {
        //如果插入的位置为1,则属于插入首元结点,所以需要特殊处理
        //1. 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则返回ERROR;
        //2. 找到链表最后的结点_尾结点,
        //3. 让新结点的next 执行头结点.
        //4. 尾结点的next 指向新的头结点;
        //5. 让头指针指向temp(临时的新结点)
        temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        if (temp == NULL) {
            return ERROR;
        }
        temp->data = num;
        for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
        temp->next = *L;
        target->next = temp;
        *L = temp;
    }else{
        //如果插入的位置在其他位置;
        //1. 创建新结点temp,并判断是否创建成功,成功则赋值,否则返回ERROR;
        //2. 先找到插入的位置,如果超过链表长度,则自动插入队尾;
        //3. 通过target找到要插入位置的前一个结点, 让target->next = temp;
        //4. 插入结点的前驱指向新结点,新结点的next 指向target原来的next位置 ;
        temp = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        if (temp == NULL) {
            return ERROR;
        }
        temp->data = num;
        for ( i = 1,target = *L; target->next != *L && i != place - 1; target = target->next,i++) ;
        temp->next = target->next;
        target->next = temp;
    }
    return OK;
}

4.删除结点

4.1删除首元结点

4.1.1 链表中只有首元结点一个结点

• 将头指针置为NULL

4.1.2 链表中除首元结点外，还有其他节点

• 找到尾结点
• 将首元结点的指针，指向首元结点的next指针指向的下一结点
• 将尾结点的next指针指向首元结点
• 释放原来的首结点

4.2删除非首元结点

• 找到删除结点的前一个结点target
• 将前一结点的next指针指向，要删除结点的next指向的结点
• 释放要删除的节点

Status  LinkListDelete(LinkList *L,int place){
    LinkList temp,target;
    int i;
    //temp 指向链表首元结点
    temp = *L;
    if(temp == NULL) return ERROR;
    if (place == 1) {
        //①.如果删除到只剩下首元结点了,则直接将*L置空;
        if((*L)->next == (*L)){
            (*L) = NULL;
            return OK;
        }
        //②.链表还有很多数据,但是删除的是首结点;
        //1. 找到尾结点, 使得尾结点next 指向头结点的下一个结点 target->next = (*L)->next;
        //2. 新结点做为头结点,则释放原来的头结点
        for (target = *L; target->next != *L; target = target->next);
        temp = *L;
        *L = (*L)->next;
        target->next = *L;
        free(temp);
    }else{
        //如果删除其他结点--其他结点
        //1. 找到删除结点前一个结点target
        //2. 使得target->next 指向下一个结点
        //3. 释放需要删除的结点temp
        for(i=1,target = *L;target->next != *L && i != place -1;target = target->next,i++) ;
            temp = target->next;
            target->next = temp->next;
            free(temp);
        }
    return OK;
}

5.查询某个值所在位置

int findValue(LinkList L,int value){
    int i = 1;
    LinkList p;
    p = L;
    //寻找链表中的结点 data == value
    while (p->data != value && p->next != L) {
        i++;
        p = p->next;
    }
    //当尾结点指向头结点就会直接跳出循环,所以要额外增加一次判断尾结点的data == value;
    if (p->next == L && p->data != value) {
        return  -1;
    }
    return i;
}