【数据结构】双链表和循环链表的相关操作--创建-插入-删除-查找

文章目录

• • 双链表与循环链表
  • • 双链表
    • 循环链表
  • 静态链表

双链表与循环链表

双链表

单链表 VS 双链表

• 单链表：无法逆向检索，有时候不太方便
• 双链表：可进可退，存储密度更低一点
• 总结：单链表结点中，只有一个指向其后继的指针，使得单链表只能从头结点依次顺序地向后遍历。要访问某个结点的前驱结点(插入、删除操作时)，只能从头开始遍历，访问后继结点的时间复杂度为O(1)，访问前驱结点的时间复杂度为O(n)。为了克服单链表此缺点，引入了双链表，双链表结点两个指针分别指向其前驱结点和后继结点。

双链表的初始化(带头结点)

typedef struct DNode {
	ElemType data;
	struct DNode *prior,*next;
}DNode,*DLinklist;

//初始化双链表
bool InitDLinklist (DLinklist &L) {
	L = (DNode *)malloc(sizeof(DNode));	//分配一个头结点
	if (L == NULL) {				  	//内存不足，分配失败 
		return false;
	} 
	L -> prior = NULL;					//头结点的prior永远指向NULL 
	L -> next = NULL;					//头结点之后暂时没有结点 
	return true;
}

//判断双链表是否为空(带头结点)
bool Empty(DLinklist L) {
	if (L -> next == NULL) {
		return true;
	}else {
		return false;
	}
} 

双链表的插入

• 因为双链表在单链表的基础上，为结点增加了前驱结点指针，故在进行插入操作时，也要根据链的变化对前驱结点指针进行修改，关键是保证在修改的过程中不断链。

//双链表的插入操作 
//在p结点之后插入s结点 
bool InsertNextDNode (DNode *p, DNode *s) {
	if (p == NULL || s == NULL) {		//非法参数 
		return false;
	}
	s -> next = p -> next;
	if (p -> next != NULL) {			//若p结点有后继结点 
		p -> next -> prior = s; 
	}
	s -> prior = p;
	p -> next = s;
	return true;
}

• 前插操作：由于双链表的结点有两个指针，分别指向该结点的前驱结点和后继结点，故要进行前插操作时，只需找到其前驱结点，并对其前驱结点实施后插操作，即可达到对结点的前插操作。

双链表的删除

//双链表的删除 
//删除p结点的后继结点
bool DeleteNextDNode (DNode *p) {
	if (p == NULL) {
		return false;
	}
	DNode *q = p -> next;		//找到p的后继结点q 
	if (q == NULL) {
		return false;			//p没有后继结点 
	}
	p -> next = q -> next;
	if (q -> next != NULL) {	//q结点不是最后一个结点 
		q -> next -> prior = p;
	}
	free(q);					//释放结点空间 
	return true;
} 

//销毁一个双链表
void Destory (DLinklist &L) {
	//循环释放各个数据结点
	while (L -> next != NULL) {
		DeleteNextDNode(L);
	} 
	free(L);	//释放头结点 
	L = NULL;	//头结点指向NULL 
} 

双链表的遍历

//后向遍历 
while (p != NULL) {
	//对结点p作相应处理
	p = p -> next; 
}

//前向遍历
while (p != NULL) {
	//对结点p做相应处理 
	p = p -> prior; 
} 

//前向遍历(跳过头结点)
while (p -> prior != NULL) {
	//对结点p做相应处理
	p = p -> prior; 
} 

循环链表

循环单链表

• 循环单链表：将单链表尾结点的next指针指向NULL改为指向单链表的头结点
• 从一个结点出发可以找到其他任何一个结点

typedef struct LNode {  //定义单链表结点类型 
	ElemType data;	    //每个结点存放一个数据元素 
	struct LNode *next;	//指针指向下一个结点 
}LNode,*LinkList;	    //强调为结点和强调为单链表 

//初始化一个空的循环单链表
bool InitLink(LinkList &L) {
	L = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));	//分配一个头结点
	if(L == NULL) {	                    //内存不足，分配失败 
		return false; 
	}
	L->next = L;	                    //头结点next指针指向头结点 
	return true;
} 

//判断循环单链表是否为空
bool Empty(LinkList L) {
	if(L->next == L) {
		return true;
	}else {
		return false;
	}
}

//判断结点p是否为循环单链表的表尾结点
bool isTail(LinkList L, LNode *p) {
	if(p->next == L) {
		return true;
	}else {
		return false;
	}
}

循环双链表

• 将双链表表尾结点的next指向头结点，将头结点的prior指向表尾结点，形成了循环

typedef struct DNode {
	ElemType data;
	struct DNode *prior,*next;
}DNode,*DLinklist;

//初始化双链表
bool InitDLinklist (DLinklist &L) {
	L = (DNode *)malloc(sizeof(DNode));	//分配一个头结点
	if (L == NULL) {				  	//内存不足，分配失败 
		return false;
	} 
	L -> prior = L;					//头结点的prior指向头结点
	L -> next = L;					//头结点的next指向头结点 
	return true;
}

//判断双链表是否为空(带头结点)
bool Empty(DLinklist L) {
	if (L -> next == L) {
		return true;
	}else {
		return false;
	}
} 

静态链表

静态链表的创建

• 静态链表借助数组来描述线性表的链式存储结构，结点也有数据域data和指针域next，与之前的链表指针不同的是，今天链表的指针是结点的相对地址(数组下标)，又称作游标。和顺序表一样，静态链表也要预先分配一块连续的内存空间。

#define MaxSize 50		//静态链表的最大长度 
typedef struct {		//静态链表结构类型的定义 
	ElemType data;		//存储数据元素 
	int next;			//下一个元素的数组下标 
}SLinkList [MaxSize]; 

#define MaxSize 50		//静态链表的最大长度 
struct Node {		//静态链表结构类型的定义 
	ElemType data;		//存储数据元素 
	int next;			//下一个元素的数组下标 
};
typedef struct Node SLinkList [MaxSize];