基于c语言数据结构-单向循环链表

CircularLinkedList单向循环链表

/*************************************************************
 *函数名称:
 *函数功能:   设计单向循环链表的接口
 *函数参数:
 *返回结果:
 *注意事项:   None
 *函数作者:   zcx982795194@163@163.com
 *创建日期:   2024/04/23
 *修改历史:
 *函数版本:1.0
 *Copyright (c)  2023-2024   zcx982795194@163.com   All right Reserved
 ************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

// 指的是单向循环链表中的结点有效数据类型，用户可以根据需要进行修改

typedef int DataType_t;

// 构造单向循环链表的结点,链表中所有结点的数据类型应该是相同的

typedef struct CircularLinkedList
{
	DataType_t data;		 // 结点的数据域
	struct LinkedList *next; // 结点的指针域
} CircLList_t;

//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 创建一个空单向循环链表，空链表应该有一个头结点，对链表进行初始化
CircLList_t *CircLList_Create(void)
{
	// 1.创建一个头结点并对头结点申请内存
	CircLList_t *Head = (CircLList_t *)calloc(1, sizeof(CircLList_t));
	if (NULL == Head)
	{
		perror("Calloc memory for Head is Failed");
		exit(-1);
	}

	// 2.对头结点进行初始化，头结点是不存储数据域，指针域指向自身，体现“循环”思想
	Head->next = Head;

	// 3.把头结点的地址返回即可
	return Head;
}

//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 遍历
bool CircLList_Print(CircLList_t *Head)
{
	// 对单向循环链表的头结点的地址进行备份
	CircLList_t *Phead = Head;

	// 判断当前链表是否为空，为空则直接退出
	if (Head->next == Head)
	{
		printf("current linkeflist is empty!\n");
		return false;
	}

	// 从首结点开始遍历
	while (Phead->next)
	{
		// 把头结点的直接后继作为新的头结点
		Phead = Phead->next;

		// 输出头结点的直接后继的数据域
		printf("data = %d\n", Phead->data);

		// 判断是否到达尾结点，尾结点的next指针是指向首结点的地址
		if (Phead->next == Head->next)
		{
			break;
		}
	}

	return true;
}

//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 创建新的结点，并对新结点进行初始化（数据域 + 指针域）
CircLList_t *CircLList_NewNode(DataType_t data)
{
	// 1.创建一个新结点并对新结点申请内存
	CircLList_t *New = (CircLList_t *)calloc(1, sizeof(CircLList_t));
	if (NULL == New)
	{
		perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
		return NULL;
	}

	// 2.对新结点的数据域和指针域进行初始化
	New->data = data;
	New->next = NULL;

	return New;
}
//---------------------------------------------------------
// 头插
bool CircLList_HeadInsert(CircLList_t *Head, DataType_t data)
{
	// 1.创建新的结点，并对新结点进行初始化
	CircLList_t *New = CircLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判断链表是否为空，如果为空，则直接插入即可
	if (NULL == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		New->next = New; //++
		return true;
	}

	// 记录Head的初始位置
	CircLList_t *Phead = Head->next;

	// 3、遍历找到最后一个结点
	while (Phead->next)
	{
		Phead = Phead->next;
		if (Head->next == Phead->next)
		{
			break;
		}
	}
	// 4、
	Phead->next = New; //++
	New->next = Head->next;
	Head->next = New;

	return true;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 尾巴插
bool CircLList_TailInsert(CircLList_t *Head, DataType_t data)

{
	// 1.创建新的结点，并对新结点进行初始化
	CircLList_t *New = CircLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判断链表是否为空，如果为空，则直接插入即可
	if (NULL == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		New->next = New; //++
		return true;
	}
	// 记录Head的初始位置
	CircLList_t *Phead = Head;

	// 3、遍历找到最后一个结点
	while (Phead->next)
	{
		Phead = Phead->next;
		if (Head->next == Phead->next)
		{
			// new->next = Phead;//要删
			break;
		}
	}

	// 最后一个插入new结点
	Phead->next = New;		//++
	New->next = Head->next; //++
	// Head->next = new;//要删
	return true;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 指定位置插入
bool CircLList_DestInsert(CircLList_t *Head, DataType_t destval, DataType_t data)
{
	// 1.创建新的结点，并对新结点进行初始化
	CircLList_t *New = CircLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判断单向循环链表是否为空，如果为空，则直接插入即可
	if (Head == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		New->next = New;
		return true;
	}

	// 3.遍历链表，比较结点的数据域，找到目标结点
	CircLList_t *Dest = Head->next;
	while (Dest->data != destval && Dest != NULL)
	{
		Dest = Dest->next;
	}
	if (NULL == Dest)
	{
		return false;
	}

	// 4.说明找到目标结点，则把新结点插入到目标结点的后面
	New->next = Dest->next;
	Dest->next = New;

	return true;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 头删
bool CircLList_HeadDel(CircLList_t *Head)
{
	// 1.判断链表是否为空，如果为空，则直接退出
	if (Head == Head->next)
	{
		return false;
	}

	// 2.对链表的首结点的地址进行备份
	CircLList_t *Temp = Head->next;

	// 3.链表是非空的，判断是否只有首结点
	if (Head->next == Head->next->next)
	{
		Temp->next = NULL;
		Head->next = Head;
		free(Temp);
		return true;
	}

	// 4.遍历链表，找到尾结点
	CircLList_t *Last = Head;
	while (Last->next != Head->next)
	{
		Last = Last->next;
	}

	// 5.删除首结点
	Last->next = Temp->next;
	Head->next = Temp->next;
	Temp->next = NULL;
	free(Temp);

	return true;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 尾删
bool CircLList_TailDel(CircLList_t *Head)
{
	// 1.判断链表是否为空，如果为空，则直接退出
	if (Head == Head->next)
	{
		return false;
	}

	// 2.链表是非空的，遍历链表，找到尾结点以及尾结点的直接前驱
	CircLList_t *Last_pre = Head;
	CircLList_t *Last = Head->next;
	while (Last->next != Head->next)
	{
		Last = Last->next;
		Last_pre = Last_pre->next;
	}

	// 3.删除尾结点
	Last_pre->next = Head->next;
	Last->next = NULL;
	free(Last);

	return true;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 指定删
bool CircLList_DestDel(CircLList_t *Head, DataType_t destval)
{
	// 1.判断链表是否为空，如果为空，则直接退出
	if (Head == Head->next)
	{
		return false;
	}

	// 2.链表是非空的，遍历链表，找到待删除结点以及待删除结点的直接前驱
	CircLList_t *Dest_pre = Head;
	CircLList_t *Dest = Head->next;
	while (Dest->data != destval && Dest != NULL)
	{
		Dest = Dest->next;
		Dest_pre = Dest_pre->next;
	}
	if (NULL == Dest)
	{
		return false;
	}

	// 3.删除指定结点
	Dest_pre->next = Dest->next;
	Dest->next = NULL;
	free(Dest);

	return true;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------
// 测试 头插、尾巴插、头删
int main(int argc, char const *argv[])
{

	CircLList_t *test = CircLList_Create();
	CircLList_HeadInsert(test, 2);	  // 头插
	CircLList_HeadInsert(test, 1);	  // 头插
	CircLList_TailInsert(test, 3);	  // 尾插
	CircLList_DestInsert(test, 3, 4); // 选插
	CircLList_Print(test);			  // 遍历

	printf("-----------------------------------\n");
	// CircLList_HeadDel(test);			 // 头删(测试有bug)
	// CircLList_TailDel(test);			//尾巴删（测试有bug）
	// CircLList_DestDel(test,1);		//指定删（测试有bug）

	CircLList_Print(test); 			// 遍历

	return 0;
}