单向循环链表的初体验

单向循链表

单向循环链表经过小白今天一天的学习，感觉就是在单向链表的尾结点加了一个首结点的地址，不再指向NULL，个人理解就像一群孩子围成了一个圆，头尾相连，同时多少个孩子就是多少个结点，如击鼓传花一般一个个将手上的手绢传递给下一个人，一遍下来就像是单向循环的遍历，想要到谁的手上，就像是指定位置进行对链表的修改，删除呢就是某个人在游戏中被淘汰了，可以是头部，也可以是尾部，同时也可以是中间的某个人。由此的启发。
经过再次查看并测试，发现了仍有错误的地方，在遍历的代码中判断链表是否为空，为空时头结点指向本身，这里的判断出错了，我写的指向NULL，还有头删中在链表只有一个首结点的情况下进行处理，但没有退出，导致代码继续运行访问了保留区，发生段错误。
希望看完代码的你发现错误，请评论指正，非常感谢。
示意图如下：

单向循链表

新链表的初始化

创建结构体存储结点数据

/*****************************************************************
*
*      file name ：one_way_circularLinkediIst
*      authour   ：yq_dyx@163.com
*      date      ：2024/04/26
*      function  ：设计一个函数，实现对单向循环链表的增删改查的功能。
*      note      ：None
*      CopyRight (c)   2024   yq_dyx@163.com   All Right Reseverd
*
******************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

typedef int DataType_t;

//定义一个链表结构体，分别存储数据域和指针域
typedef struct CircularLinkedList
{
    DataType_t   data;           // 数据域
    struct CircularLinkedList *next;     // 指针域
}CircLList_t;

创建空链表

创建一个空的链表和头结点，并进行初始化

//创建空链表以及头结点
/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_crea
*	function :  创建一个空链表并创建一个头结点，并对头结点进行初始化
*	argument :  
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/26
* 	note	 :  None
* 	
* *****************************************************************/
CircLList_t * CircLList_creat()
{
    CircLList_t *head = (CircLList_t *)malloc(sizeof(CircLList_t));       //创建头结点
    if(NULL == head)
    {
        perror("calloc head is error\n");     // 分配内存失败
        exit(1);
    }

    head->next = head;   //头结点初始化，为表示循环所以指向自己
}

创建新结点

在添加结点时候必然要创建新的结点，再进行添加，代码如下：

//创建新节点
/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_NewNode
*	function :  创建一新的链表节点，并对节点初始化
*	argument :  @data 新结点的数据域的数据
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  此函数不单独使用，需要配合Insert函数使用
* 	
* *****************************************************************/
CircLList_t * CircLList_NewNode(DataType_t data)
{
    CircLList_t *New =(CircLList_t *)malloc(sizeof(CircLList_t));
     if(NULL == New)
    {
        perror("calloc NewNode  is error\n");     // 分配内存失败
        return NULL;
    }

    New->data = data;  //新结点数据域初始化
    New->next = NULL;  //新结点指针域初始化
}

插入操作

头插

当在头部进行插入新结点动作的时候，可以先画出下图，方便更好的理解

//头部插入
/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_HeadInsert
*	function :  节点在头部插入
*	argument :  @data 要插入的结点的数据域的数据
*	            @head 链表的头结点
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  要判断此链表是否为空，为空则直接在头结点后面插入，且此函数需要配合creat函数使用
* 	
* *****************************************************************/
bool CircLList_HeadInsert(CircLList_t *head,DataType_t data)
{
    CircLList_t *phead = head;                        //备份头文件，用作遍历寻找尾结点
    CircLList_t *New = CircLList_NewNode(data);       // 创建新节点, 并初始化
    if(NULL == New)                                   //判断新节点是否创建成功
    {
        printf("calloc NewNode is failed\n");
        return false;
    }

    if(head == head->next)                            //判断链表是否为空
    {    
        head->next = New;
        New->next = New;
        return true;
    }
    
    while(phead->next)
    {
        phead = phead->next;
        if(head->next == phead->next)                 //寻找尾结点，尾结点指向首结点
        break;
    }

    New->next = head->next;
    head->next = New;
    phead->next = New;

    return true;
}

尾插

当选择在尾部插入的时候，我们先画出下图，这样更有利于我们理解

/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_TailInsert
*	function :  节点在尾部插入
*	argument :  @data 要插入的结点的数据域的数据
*	            @head 链表的头结点
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  要判断此链表是否为空，为空则直接在头结点后面插入，需要循环找到尾结点，尾结点指向首结点
* 	
* *****************************************************************/
bool CircLList_TailInsert(CircLList_t *head,DataType_t data)
{
    CircLList_t *phead = head;            // 备份头结点
    CircLList_t *New = CircLList_NewNode(data);            
    if(NULL == New)                                 //判断新节点是否创建成功
    {
        printf("calloc NewNode is failed\n");
        return false;
    }

    if(head == head->next)                         //判断链表是否为空,为空就加在头结点后
    {    
        head->next = New;
        New->next = New;
        return true;
    }

    while(phead->next)
    {
        phead = phead->next;
        if(head->next == phead->next)                 //寻找尾结点，尾结点指向首结点
        break;
    }
    
    phead->next = New;
    New->next = head->next;

    return true;
}

中间插入

当进行中间插入时需要考虑多种情况，比如链表为空，或者找不到数据，我们都需要考虑，也画了下图进行简单分析有利于理解

/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_DestInsert
*	function :  结点在指定结点后插入
*	argument :  @data   指定结点的数据域的数据
*	            @head   链表的头结点
*               @value  要插入的结点的数据域的数据
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  要判断此链表是否为空，为空则直接在头结点后面插入
* 	
* *****************************************************************/
bool CircLList_DestInsert(CircLList_t *head,DataType_t data,DataType_t value)
{
    CircLList_t *phead = head->next;     // 备份头结点
    CircLList_t *New = CircLList_NewNode(value);            
    if(NULL == New)                                 //判断新节点是否创建成功
    {
        printf("calloc NewNode is failed\n");
        return false;
    }

    if(head == head->next)                          //判断链表是否为空,为空就加在头结点后
    {    
        head->next = New;
        New->next = New;
        return true;
    }
   
    while(phead->next  && phead->data != data)    //再循环再次到首结点时退出，说明没有该数据   
    {
        if(phead->next == head->next)
        {
            printf("not found this data\n");
            return false;
        }

        phead = phead->next;       // 遍历链表，phead的地址改变，到下一个结点       
    }

    New->next = phead->next;                  //让尾结点把头结点的地址给新节点
    phead->next = New;                        //连接尾结点和新结点

    return true;
}

删除操作

删除首节点

对于删除操作咱们先进行头部删除，尾部删除和中间指定删除

/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_HeadDelete
*	function :  删除头部的结点
*	argument :   @head   链表的头结点	           
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  要判断此链表是否为空，为空则直接退出，要找到尾结点，把新首结点的地址给尾结点
* 	
* *****************************************************************/
bool CircLList_HeadDelete(CircLList_t *head)
{
    CircLList_t *phead = head;                   // 备份头结点,用于循环遍历
    CircLList_t *p = head->next;                // 循环中用于备份首结点
    if(NULL == head->next)                         //判断链表是否为空,为空直接退出
    {    
        printf("linkedlist is empty\n");
        return false;
    }

    if(p->next == head->next)                  //当链表中只有一个首结点
    {
        p = NULL;
        head->next = head;
        free(p);
        return true;
    }

    while(phead->next)
    {
        phead = phead->next;
        if(head->next == phead->next)                 //寻找尾结点，尾结点指向首结点
        break;
    }

    head->next = p->next;
    phead->next = p->next;               //对删除的结点释放，防止内存泄漏，以及段错误
    p->next = NULL;
    free(p);

    return true;
}

删除尾节点

删除尾结点较为简单，操作不复杂，主要就是断开就好，就像下图所示：

/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_TailDelete
*	function :  删除尾部的结点
*	argument :   @head   链表的头结点	           
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  要判断此链表是否为空，为空则直接退出，要找到尾结点，把首结点的地址给新的尾结点
* 	
* *****************************************************************/
bool CircLList_TailDelete(CircLList_t *head)
{
    CircLList_t *phead = head;                       // 备份头结点,用于循环遍历
    CircLList_t *p = head->next;                    // 循环中用于备份phead
    if(NULL == head->next)                         //判断链表是否为空,为空直接退出
    {    
        printf("linkedlist is empty\n");
        return false;
    }

    if(p->next == head->next)                  //当链表中只有一个首结点
    {
        p = NULL;
        head->next = head;
        free(p);
    }
        
    while(phead->next)
    {
        p = phead;                                      //记录phead改变前的地址也就是当前结点
        phead = phead->next;                           // 遍历链表，phead的地址改变，到下一个结点 
        if(head->next == phead->next)                 //寻找尾结点，尾结点指向首结点
        break;
    }

    p->next = head->next;           //将新的尾结点连接首结点
    phead->next = NULL;
    free(phead);                   //对删除的结点释放，防止内存泄漏，以及段错误

    return true;
}

中间删除指定结点

找到指定结点，但需要考虑多种情况，比如链表就一个首结点，链表为空，指定结点为首结点或者尾结点，简单图示如下：

/*******************************************************************
*

*  name	 :	doubleLinkedList_DestDelete

*  function :  删除指定位置的结点

*  argument :  @data  指定结点的数据域的数据

*    @head  链表的头结点

*  retval	 :  None

*  author	 :  yq_dyx@163.com

*  date	 :  2024/04/23

*   note	 :  None

*   

* *****************************************************************/
  bool doubleLinkedList_DestDelete(doubLList_t *head,DataType_t data)
  {
    if(NULL == head->next)                         //判断链表是否为空,为空直接退出
    {    
        printf("doubLinkedList is empty\n");
        return false;
    }

    doubLList_t *phead = head->next;     // 备份头结点
    doubLList_t *p = head;                // 备份头结点

    while(phead->next  && phead->data != data)    //再循环再次到尾巴结点时退出，说明没有该数据   
    {
        phead = phead->next;       // 遍历链表，找到和data相同的节点时（phead）退出，    
    }

    if(phead->next == NULL && phead->data != data)              //当phead == NULL导致退出时，又没找该data，函数直接退出
    {
        printf("not found this data\n"); 
        return false;    
    }

    //头部删除
    if(phead == head->next)                     //当目标结点为首结点
    {

打印操作

对于整个链表进行遍历，当然也有不同情况要考虑，链表为空等等，切尾结点也需要打印

/*******************************************************************
*
*	name	 :	CircLList_Print
*	function :  遍历所有的结点，并打印结点的数据域
*	argument :   @head   链表的头结点	           
*	retval	 :  None
*	author	 :  yq_dyx@163.com
*	date	 :  2024/04/23
* 	note	 :  要判断此链表是否为空，为空则直接退出，要找到尾结点，同时要把尾结点的数据域打印
* 	
* *****************************************************************/
bool CircLList_Print(CircLList_t*head)
{
    CircLList_t *phead = head;      // 备份头结点
    if(head == head->next)                         //判断链表是否为空,为空直接退出
    {    
        printf("linkedlist is empty\n");
        return false;
    }
    while(phead->next)
    {
        phead = phead->next;       // 遍历链表
        if(head->next == phead->next)
        {
           printf(" %d",phead->data);      // 打印链表 
           printf("\n");
           return false;
        }
        printf(" %d",phead->data);      // 打印链表
        
    }
    
    
    return true;
}

主函数测试

int main()
{
    CircLList_t * Head =  CircLList_creat();
    CircLList_HeadInsert(Head,8);
    CircLList_HeadInsert(Head,5);
    CircLList_HeadInsert(Head,3);
    CircLList_HeadInsert(Head,7);
    CircLList_Print(Head);  //测试结果：7 3 5 8

    CircLList_TailInsert(Head,42);
    CircLList_TailInsert(Head,99);
    CircLList_TailInsert(Head,87);
    CircLList_TailInsert(Head,63);
    CircLList_Print(Head);  //测试结果：7 3 5 8 42 99 87 63

    CircLList_DestInsert(Head,42,11);
    CircLList_DestInsert(Head,3,33);
    CircLList_DestInsert(Head,87,61);
    CircLList_Print(Head);  //测试结果：7 3 33 5 8 42 11 99 87 61 63 


    CircLList_DestDelete(Head,42);
    CircLList_Print(Head);
    CircLList_HeadDelete(Head);
    CircLList_Print(Head);
    CircLList_TailDelete(Head);
    CircLList_Print(Head);  //测试结果： 3 33 5 8 11 99 87 61            
    return 0;
}

已经经过测试验证并成功，测试结果如代码的测试结果一致，如图：

希望以上的代码能对同是初学者的你有所帮助，一起加油吧，小白们

posted @ 2024-04-23 21:34 不懂小白在线记录阅读(15) 评论(0) 收藏举报

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