C语言数据结构：单向循环链表的增删操作

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 * 设计单向循环链表的接口
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#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.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 CircularLinkedList *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;
}

// 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.如果单向循环链表为非空，遍历找到尾结点
	CircLList_t *Last = Head->next;
	while (Last->next != Head->next)
	{
		Last = Last->next;
	}

	// 4.把新结点插入到链表的头部
	New->next = Head->next;
	Head->next = New;
	Last->next = New;

	return true;
}

// 尾插
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.如果单向循环链表为非空，遍历找到尾结点
	CircLList_t *Last = Head;
	while (Last->next)
	{
		Last = Last->next;
		if (Last->next == Head->next)
		{
			break;
		}
	}

	// 4.把新结点插入到链表的尾部
	Last->next = New;
	New->next = Head->next;

	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 == Temp->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->next;
	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;
}

// 遍历链表
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 circularlinkedlist 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;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
	CircLList_t *Head = CircLList_Create();
	CircLList_HeadInsert(Head, 1);
	CircLList_HeadInsert(Head, 2);
	CircLList_HeadInsert(Head, 3);
	CircLList_TailInsert(Head, 2);
	CircLList_TailInsert(Head, 3);
	CircLList_TailDel(Head);
	CircLList_HeadDel(Head);
	CircLList_DestInsert(Head, 1, 3);
	CircLList_DestDel(Head, 3);
	CircLList_Print(Head);
	return 0;
}