首页 > 其他分享 >带头+双向+循环链表的实现

带头+双向+循环链表的实现

时间：2024-06-14 10:01:52浏览次数：10  
标签：带头 next 链表 LTNode phead 双向 newnode prev plist

目录

1. 链表

1.1 带头双向循环链表

在这里插入图片描述
双向带头循环链表（Doubly Linked Circular List）是一种特殊的链表结构，其中每个节点都包含两个指针：一个指向前一个节点（prev），另一个指向后一个节点（next）。与普通双向链表不同，双向带头循环链表的第一个节点（通常称为头节点）的 prev 指针指向链表的最后一个节点，而最后一个节点的 next 指针则指向头节点，形成一个闭环。头节点不存储数据，只用于方便操作。

以下是双向带头循环链表的一些主要特点：

  • 循环性：链表的最后一个节点的 next 指针指向头节点，头节点的 prev 指针指向最后一个节点，形成一个闭环。
  • 带头节点：链表包含一个不存储数据的头节点，其 prev 指针指向最后一个节点，next 指针指向第一个数据节点。头节点的存在可以简化一些操作，如插入和删除节点。
  • 双向性：每个节点都有两个指针，一个指向前一个节点，另一个指向后一个节点。这使得在链表中向前和向后遍历都非常容易。

双向带头循环链表的基本操作包括：

  • 初始化：创建一个头节点，并设置其 prev 和 next 指针都指向自己。
  • 插入节点：在指定位置插入新节点，并更新相邻节点的指针。
  • 删除节点：删除指定节点，并更新相邻节点的指针。
  • 遍历：从头节点开始，可以向前或向后遍历整个链表。
    这种链表结构常用于需要频繁在链表中进行插入和删除操作的场景，因为双向结构使得查找和更新节点的前后指针都非常高效。而循环性则避免了处理边界条件的复杂性。头节点的存在进一步简化了这些操作。

2. 链表的实现

2.1 结构体

首先要先把结构体定义出来，因为是带头双向循环链表，所以要有两个指针域一个指向头，一个指向尾，还要有一个数据域。

typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* prev;//头指针
	struct ListNode* next;//尾指针
	LTDataType data;//数据域
}LTNode;

2.2 初始化

初始化链表，防止都是随机值。

//初始化
LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = BuyLTNode(-1);
	phead->prev = phead;
	phead->next = phead;

	return phead;
}

2.3 打印

这个就得注意点了，只能是cur != phead不能是cur->next != phead，这样的话链表的最后一个就不能打印出来，少了一个。

//打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	printf("哨兵位<==>");
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d<==>", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

2.4 判断空不能删

当只有头节点的时候再删就出问题了。

//判断空不能删
bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	return phead->next == phead;
}

2.5 尾插

只有找到phead->prev就是尾，所以实现起来也比较简单，只要改变4个指针的指向就可以了。

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	/*LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	tail->next = newnode;
	phead->prev = newnode;
	newnode->next = phead;
	newnode->prev = newnode;*/

	LTInsert(phead->prev, x);
}

测试代码：

//尾插测试
void TestList1()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

效果展示：
在这里插入图片描述

2.6 头插

因为是带哨兵位的，要找到phead->next这就是我们要头插的位置。

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	/*LTNode* tail = phead->next;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = tail;
	tail->prev = newnode;*/

	LTInsert(phead->next, x);
}

测试代码：

//头插测试
void TestList2()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

效果展示：
在这里插入图片描述

2.7 尾删

跟尾插是一样的，改4个指针的指向，再free掉。

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));

	/*LTNode* cur = phead->prev;
	LTNode* tail = cur->prev;

	free(cur);
	tail->next = phead;
	phead->prev = tail;*/

	LTErase(phead->next);
}

测试代码：

//尾删测试
void TestList3()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

效果展示：
在这里插入图片描述

2.8 头删

哨兵位的next就是当前的头，改指针的指向。

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));

	/*LTNode* next = phead->next;
	LTNode* tail = next->next;

	free(next);
	phead->next = tail;
	tail->prev = phead;*/

	LTErase(phead->prev);
}

测试代码：

//头删测试
void TestList4()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

效果展示：
在这里插入图片描述

2.9 查找

尽量不要动头指针，最好是用一个指针记录下来，不然找不到头指针，再去遍历。

//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

2.10 在pos之前插入

//在pos之前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	LTNode* prev = pos->prev;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	prev->next = newnode;
	newnode->prev = prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

3之前插入40测试代码：

void TestList8()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTNode* pos = LTFind(plist, 3);
	if (pos)
	{
		LTInsert(pos, 30);
	}
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

效果展示：
在这里插入图片描述

2.11 删除pos位置的值

//删除pos位置的值		
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);

	LTNode* posPrev = pos->prev;
	LTNode* posNext = pos->next;

	free(pos);
	posPrev->next = posNext;
	posNext->prev = posPrev;
}

删除3位置测试代码：

void TestList9()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTNode* pos = LTFind(plist, 3);
	if (pos)
	{
		LTErase(pos);
	}
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

效果展示：
在这里插入图片描述

2. 12 销毁

//销毁
void LTDestroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	free(phead);
}

2.13 创建节点

写一个函数创建节点，不然每次要创建节点的时候都得写一个，现在直接调用就可以。

//创建节点
LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("BuyLTNode");
		return NULL;
	}

	newnode->prev = NULL;
	newnode->next = NULL;
	newnode->data = x;

	return newnode;
}

3. test主函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "List.h"

//尾插测试
void TestList1()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

//头插测试
void TestList2()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

//尾删测试
void TestList3()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushBack(plist, 1);
	LTPushBack(plist, 2);
	LTPushBack(plist, 3);
	LTPushBack(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopFront(plist);
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

//头删测试
void TestList4()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTPopBack(plist);
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

void TestList8()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTNode* pos = LTFind(plist, 3);
	if (pos)
	{
		LTInsert(pos, 30);
	}
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

void TestList9()
{
	LTNode* plist = LTInit();
	LTPushFront(plist, 1);
	LTPushFront(plist, 2);
	LTPushFront(plist, 3);
	LTPushFront(plist, 4);

	LTPrint(plist);

	LTNode* pos = LTFind(plist, 3);
	if (pos)
	{
		LTErase(pos);
	}
	LTPrint(plist);

	LTDestroy(plist);
	plist = NULL;
}

int main()
{
	TestList9();
	return 0;
}

4. List.c文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "List.h"

//声明
LTNode* BuyLTNode(LTDataType x);

//初始化
LTNode* LTInit()
{
	LTNode* phead = BuyLTNode(-1);
	phead->prev = phead;
	phead->next = phead;

	return phead;
}

//打印
void LTPrint(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	printf("哨兵位<==>");
	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		printf("%d<==>", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\n");
}

//判断空不能删
bool LTEmpty(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	return phead->next == phead;
}

//创建节点
LTNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
	LTNode* newnode = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("BuyLTNode");
		return NULL;
	}

	newnode->prev = NULL;
	newnode->next = NULL;
	newnode->data = x;

	return newnode;
}

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	/*LTNode* tail = phead->prev;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	tail->next = newnode;
	phead->prev = newnode;
	newnode->next = phead;
	newnode->prev = newnode;*/

	LTInsert(phead, x);
}

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	/*LTNode* tail = phead->next;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = tail;
	tail->prev = newnode;*/

	LTInsert(phead->next, x);
}

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));

	/*LTNode* cur = phead->prev;
	LTNode* tail = cur->prev;

	free(cur);
	tail->next = phead;
	phead->prev = tail;*/

	LTErase(phead->next);
}

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead)
{
	assert(phead);
	assert(!LTEmpty(phead));

	/*LTNode* next = phead->next;
	LTNode* tail = next->next;

	free(next);
	phead->next = tail;
	tail->prev = phead;*/

	LTErase(phead->prev);
}

//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

//在pos之前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{
	assert(pos);

	LTNode* prev = pos->prev;
	LTNode* newnode = BuyLTNode(x);

	prev->next = newnode;
	newnode->prev = prev;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

//删除pos位置的值		
void LTErase(LTNode* pos)
{
	assert(pos);

	LTNode* posPrev = pos->prev;
	LTNode* posNext = pos->next;

	free(pos);
	posPrev->next = posNext;
	posNext->prev = posPrev;
}

//销毁
void LTDestroy(LTNode* phead)
{
	assert(phead);

	LTNode* cur = phead->next;
	while (cur != phead)
	{
		LTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	free(phead);
}

5. List.h文件

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>

typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* prev;
	struct ListNode* next;
	LTDataType data;
}LTNode;

//初始化
LTNode* LTInit();

//打印
void LTPrint(LTNode* phead);

//判断空不能删
bool LTEmpty(LTNode* phead);

//尾插
void LTPushBack(LTNode* phead, LTDataType x);

//头插
void LTPushFront(LTNode* phead, LTDataType x);

//尾删
void LTPopBack(LTNode* phead);

//头删
void LTPopFront(LTNode* phead);

//查找
LTNode* LTFind(LTNode* phead, LTDataType x);

//在pos之前插入
void LTInsert(LTNode* pos, LTDataType x);

//删除pos位置的值		
void LTErase(LTNode* pos);

//销毁
void LTDestroy(LTNode* phead);

标签：带头,next,链表,LTNode,phead,双向,newnode,prev,plist
From： https://blog.csdn.net/weixin_70238476/article/details/139635200

相关文章

  • 单向链表————遍历、查找、插入结点 （基于C语言实现）
    #include<stdio.h>#include<stdbool.h>#include<stdlib.h>#include<stdbool.h>//指的是单向链表中的结点有效数据类型，用户可以根据需要进行修改typedefintDataType_t;//构造链表的结点,链表中所有结点的数据类型应该是相同的typedefstructLinkedList{Dat......
  • C语言数据结构实现-静态链表2-基本操作
    上节，我们初步创建了一个静态链表，本节学习有关静态链表的一些基本操作，包括对表中数据元素的添加、删除、查找和更改。本节是建立在已能成功创建静态链表的基础上，因此我们继续使用上节中已建立好的静态链表学习本节内容，建立好的静态链表如图1所示：静态链表添加元素例如，在图1......
  • C语言数据结构实现-静态链表1-初始化
    《顺序表和链表优缺点》一节，我们了解了两种存储结构各自的特点，那么，是否存在一种存储结构，可以融合顺序表和链表各自的优点，从而既能快速访问元素，又能快速增加或删除数据元素。静态链表，也是线性存储结构的一种，它兼顾了顺序表和链表的优点于一身，可以看做是顺序表和链表的升级版。使......
  • 线性表的链式表示——链表
    目录一、单链表1、单链表的定义2、单链表的基本操作 （1）单链表的初始化（2）插入操作（3）删除操作（4）查找操作（5）求表长操作（6）单链表的建立 二、双链表三、循环链表 1、循环单链表2、循环双链表四、静态链表 五、顺序表和链表的比较1、存取方式2、逻辑结构与物理结构3......
  • 分类预测 | TCN-BiGRU-Mutilhead-Attention时间卷积双向门控循环单元多头注意力机制多
    分类预测是一种将输入数据分为不同类别或标签的任务，而TCN-BiGRU-Mutilhead-Attention是一种结合了时间卷积网络（TCN）、双向门控循环单元（BiGRU）和多头注意力机制（MutilheadAttention）的模型，用于多特征的分类预测或故障识别。在Matlab中实现这一模型可以遵循以下内容、方法和路线：......
  • BFS（广度优先搜索）优化技巧 — 双向遍历
    BFS优化技巧—双向遍历在之前我发过动态规划框架与动态规划的优化技巧—空间压缩，类似的，BFS框架也有相应的优化技巧双向遍历。从技巧的名字就可以看出，双向遍历指的就是从起点开始找终点的同时，也从终点开始找起点，一旦两个寻找过程出现交集，那么起点到终点的路径也就找出......
  • 21. 合并两个有序链表
    题目链接一、题目描述1.题目将两个升序链表合并为一个新的升序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。2.示例示例1：输入：l1=[1,2,4],l2=[1,3,4]输出：[1,1,2,3,4,4]示例2：输入：l1=[],l2=[]输出：[]示例3：输入：l1=[],l2=[0]输出：[0]......
  • uni-app上下级页面数据双向通信
    前情最近在做小程序项目，选用是当前比较火的uniapp技术栈，经常会遇到页面间消息传递的需求。为什么要这么做？uniapp页面间数据通信方式有很多：通过url传参，状态管理库vuex/pinia，本地存储，事件通道eventChannel，EventBus等。这次的需求是在A面点击一个按钮跳转到B页面拾取一个数据选项......
  • 力扣面试题 02.07. 链表相交
    一 题目：二思路：本题介绍两种思路解题，个人推荐思路一快速好理解 思路一: 1.先把其中一个链表的值变成负数 2.遍历另一个链表第一个出现负数的值就是交点 3.还原被改的链表 思路二:1.先用第一个链表的头节点head1搜索指针q遍历第一个链表直到为空，再把q放到head2......
  • 【OJ】链表的按顺序排序
    题目描述~~~将带有头结点的单向链表结点中的数据从小到大排序。输入描述第一行输入链表长度；第二行输入链表结点中的数据。输出描述排序后的链表（输出头结点，用“Head”表示）用例输入160104286用例输出1Head->0->2->4->6->8->10code:#include<stdio.h>......

赞助商

阅读排行

网站主页关于我们联系我们网站地图

本网站内容转载自其他媒体，侵权联系[admin##ips99.com]。

Copyright © 2020-2023 IPS99 版权所有 IPS99