数据结构学习笔记(5.线性表之双向循环链表)
在前两节的基础上，实现双向循环链表。
本节知识点：
1.双向循环链表的结构：
上面就是双向循环链表的结构图，对于双向链表的插入有3个位置，A、B、C。
但是在插入第一个元素的时候(其实插入第一个元素的时候，就是循环建立的时候)，有些特殊，所以就画了一个图，如下：
本节代码：
DcLinkList.c：
/*******************************************************************************************************
文件名：DcLinkList.c
头文件：DcLinkList.h
时间： 2013/08/26
作者： Hao
功能: 可以复用 带有增 删 改 查 功能的双向循环链表
难道： 1.typedef struct Str_DcLinkList DcLinkListNode; //这个结构体是链表的真身
struct Str_DcLinkList //每一个链表元素的结构都会包含这个结构 因为当给链表元素强制类型
{ //转换成(DcLinkListNode* )的时候 其实就是要开始对每个元素中的 DcLinkListNode进行赋值了
DcLinkListNode* next;
};
这个链表结构在链表元素中起到的作用 是本节的难点
2.切记一个问题 就是已经是链表中元素的 千万不要再往链表中添加了 否则链表一定出现无穷的错误
3.对于pos值的问题 add、get、del三个函数中 的链表都是 从1开始的到length 0是链表头
在add函数中pos为0的时候是和pos为1的情况是一样的 都是头插法 0~~~~~无穷大
在get函数中pos为0的时候是获得链表头 地址 0~~~~~length
在del函数中pos为0的时候是无效的 del失败 1~~~~~length
*******************************************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include "DcLinkList.h"
typedef struct str_list_head //这个是链表头 其实也可以当作一个没有前驱的 链表元素 元素的内容是链表长度
{
//DcLinkListNode* next;
DcLinkListNode head; //这个参数要特别重视 每一个链表元素结构的第一个参数一定是 DcLinkListNode
//因为在寻找链表元素后继的时候 其实就是将链表元素强制类型转换成 DcLinkListNode* 然后给next进行赋值 其实就是给 DcLinkListNode变量赋值
DcLinkListNode* slider;
int length; //链表长度
}list_head;
/*******************************************************************************************************
函数名： Creat_DcLinkListHead
函数功能：创建一个链表的链表头 并给链表头分配空间
参数： void
返回值：ret 成功返回链表头地址 失败返回NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkList* Creat_DcLinkListHead(void)
{
list_head* ret = NULL;
ret = (list_head* )malloc( sizeof(list_head)*1 );
if(NULL != ret) //malloc分配成功
{
ret->length = 0;
//ret -> next = NULL;
ret->head.next = NULL;
ret->head.pre = NULL;
ret->slider = NULL;
}
return (DcLinkList* )ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名：Destroy_DcLinkListHead
函数功能：释放一个链表头指针
参数：DcLinkList* head 链表头指针
返回值： ret 释放成功返回1 释放失败返回0
*******************************************************************************************************/
int Destroy_DcLinkListHead(DcLinkList* head)
{
int ret = 0;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if( NULL != lhead )
{
free(lhead);
ret = 1;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名:Get_Length
函数功能：获得链表的长度
参数: DcLinkList* head 链表头指针
返回值： ret 成功返回链表长度 失败返回0
*******************************************************************************************************/
int Get_Length(DcLinkList* head)
{
int ret = 0;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if( NULL != lhead )
{
ret = lhead -> length;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名：Clean_DcLinkListHead
函数功能： 清空链表
参数： DcLinkList* head 链表头指针
返回值：ret 成功返回1 失败返回0
*******************************************************************************************************/
int Clean_DcLinkListHead(DcLinkList* head)
{
int ret = 0;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if( NULL != lhead )
{
lhead -> length = 0;
//lhead -> next = NULL;
lhead -> head.next = NULL;
lhead->head.pre = NULL;
lhead->slider = NULL;
ret = 1;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名:Add_DcLinkList
函数功能：往链表里面添加一个链表元素 如果pos的值是0(就是链表头)和1(链表的第一元素 链表元素个数是从1开始算的)都是头插法
pos的值大于链表长度是尾插法 这里面pos值得注意的是 i=1 pos为a的时候 是把链表元素插入第a个元素的位置
当i=0 pos为a的时候 是把链表元素插入 第a个元素位置的后面 切忌：这里面0位置是链表头指针 从1开始是链表元素
参数： DcLinkList* head链表头指针 DcLinkListNode* Node插入元素的指针(被强制类型转化成DcLinkListNode*) int pos 插入位置
pos的有效值范围是 从0到无穷大
返回值： ret 插入成功返回1 插入失败返回0
*******************************************************************************************************/
int Add_DcLinkList(DcLinkList* head, DcLinkListNode* Node, int pos)
{
int ret = 0;
int i = 0;
list_head* lhead = (list_head* )head;
DcLinkListNode* node = (DcLinkListNode* )head;
DcLinkListNode* Last = NULL;
ret=( NULL != node) && ( NULL != Node) && (pos >= 0);
if(1 == ret)
{
for(i=1; ( (i<pos) && (node->next != NULL) ); i++)
{
node = node->next;
}
Node -> next = node -> next;
node -> next = Node;
if(NULL != Node->next)
{
Node->next->pre = Node;
}
Node->pre = node;
if(lhead->length == 0)//第一次插入元素的时候把游标 指向这个元素
{
lhead->slider = Node;
}
lhead -> length++; //这个一定要在后面调用 lhead->length值的前面更新
/*判断是否为头插法 所谓头插法 就是pos为0和1的情况 其实也就是没有进for循环的情况 剩下的无论pos为多少 进入多少次循环都没有头插法*/
if(node == (DcLinkListNode* )head)
{
Last =(DcLinkListNode* )Get_DcLinkListNode(lhead, lhead->length); //获得链表最后一个元素
Last->next = Node; //把头插法的数据连接到 链表的最后一个元素的后面
Node->pre = Last;
}
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名：Get_DcLinkListNode
函数功能：获得链表中第pos个元素位置的链表元素 链表是从1开始的 0是链表头 pos为0的时候表示get链表头
参数： DcLinkList* head链表头指针 int pos获得链表元素的位置 pos的有效取值范围是 1 到 length 0是链表头
返回值： DcLinkListNode*类型 第pos个链表元素的地址
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* Get_DcLinkListNode(DcLinkList* head, int pos)
{
int ret = 0;
int i = 0;
list_head* lhead = (list_head* )head;
/*本来pos应该是有上限的 但是变成了循环链表pos理论上说就可以无穷大了 但是get函数应该是在链表中有值的情况下才成立的 即(lhead->length>0)*/
ret=( NULL != lhead) && (pos >= 0) && (lhead->length>0);
if(1 == ret)
{
DcLinkListNode* node = (DcLinkListNode* )head;
for(i=0; i<pos; i++) //执行 pos次 得到的是第pos位置的node
{
node = node->next;
}
return (DcLinkListNode*)node;
}
return NULL;
}
/*******************************************************************************************************
函数名：Del_DcLinkListNode
函数功能：删除链表中第pos位置的链表元素
参数： DcLinkList* head链表头指针 int pos删除链表元素的位置 pos是删除的链表元素的位置 跟get和add中的
pos是配套的 有效取值范围依然是 1到 length 在这个函数里面由于不能删除链表头 所以pos为0的时候无效
返回值： DcLinkListNode* ret这个返回值很重要 因为这个删除仅仅是把链表元素踢出了链表 并没有free开辟的内存
应该通过这个返回的地址free 释放内存
删除成功返回 删除链表元素的地址 删除失败返回 NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* Del_DcLinkListNode(DcLinkList* head, int pos)
{
DcLinkListNode* ret = NULL;
DcLinkListNode* Last = NULL;
int i = 0;
list_head* lhead = (list_head* )head;
DcLinkListNode* first = lhead->head.next;
if(( NULL != lhead) && (pos > 0) && (lhead->length>0))
{
DcLinkListNode* node = (DcLinkListNode* )head;
for(i=1; i<pos; i++)//执行 pos次 得到的是第pos位置的node 这个方法行不通
{ //因为要想删除第pos位置的node 应该先找到它上一个链表元素
node = node->next; //所以这里面i=1 比get函数少执行了一次 得到第pos-1位置的node
}
/*判断是不是 pos为1的 情况删除头节点后面的第一个元素(这个是没有进入for循环的) 跟循环一圈后的情况不一样 */
/*循环一圈的是进入for循环的情况 此时的node不再是head了 而是链表最后一个元素*/
if(node == (DcLinkListNode* )head)
{
Last =(DcLinkListNode* )Get_DcLinkListNode(lhead, lhead->length);
}
ret = node->next;
node->next = ret->next;
/*判断是不是循环了一圈后回来的情况 */
if((first == ret) && (NULL == Last))
{
Last =(DcLinkListNode* )Get_DcLinkListNode(lhead, lhead->length);
}
/*判断是否要删除链表中的第一个元素*/
if( Last != NULL )
{
Last->next = ret->next;
lhead->head.next = ret->next;
ret->next->pre = Last;
}
if(1 != lhead->length) //判断删除的值是否为最后一个元素
{
ret->next->pre = ret->pre;
if(node == (DcLinkListNode* )head)//判断删除的值是否为第一个元素
{
ret->next->pre = Last;
}
if(lhead->slider == ret) //判断删除的节点是否为游标的位置
{
lhead->slider = ret->next;
}
}
lhead->length--; //这个一定要写在 Get_DcLinkListNode 后面 不然的话 pos就为0了
/*判断链表是否 减到了空 如果链表中不再有元素 就把head.next赋值为NULL*/
/*单向链表不需要这个的原因 是因为单向链表的最后一个元素的next就是NULL 而双向链表没有NULL的了*/
if(0 == lhead->length)
{
lhead->head.next = NULL;
lhead->head.pre = NULL;
lhead->slider = NULL;
}
}
return (DcLinkListNode*)ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名： DcLinkList_Slider
函数功能：获得当前游标指向的数据
参数： DcLinkList* head
返回值：成功返回 DcLinkListNode* ret 失败返回NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* DcLinkList_Slider(DcLinkList* head)
{
DcLinkListNode* ret = NULL;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if( (NULL != lhead)&&(NULL != lhead->slider) )//保证slider是有效的
{
ret = lhead->slider;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名： DcLinkList_Reset
函数功能：重置游标 让游标指向head头节点后面的第一个元素
参数： DcLinkList* head
返回值：成功返回 当前游标的指向DcLinkListNode* ret 失败返回NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* DcLinkList_Reset(DcLinkList* head)
{
DcLinkListNode* ret = NULL;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if(NULL != lhead)
{
lhead->slider = lhead->head.next;
ret = lhead->slider;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名： DcLinkList_Next
函数功能：使游标指向下一个元素
参数： DcLinkList* head
返回值：成功返回 前游标的指向DcLinkListNode* ret 失败返回NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* DcLinkList_Next(DcLinkList* head)
{
DcLinkListNode* ret = NULL;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if((NULL != lhead)&&(NULL != lhead->slider)) //保证游标是有效的
{
ret = lhead->slider;
lhead->slider = ret->next;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名： DLinkList_Pre
函数功能：使游标指向上一个元素
参数： DLinkList* head
返回值：成功返回 前游标的指向DLinkListNode* ret 失败返回NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* DcLinkList_Pre(DcLinkList* head)
{
DcLinkListNode* ret = NULL;
list_head* lhead = (list_head* )head;
if((NULL != lhead)&&(NULL != lhead->slider)) //保证游标是有效的
{
ret = lhead->slider;
lhead->slider = ret->pre;
}
return ret;
}
/*******************************************************************************************************
函数名： DcLinkList_Del
函数功能：删除链表中的某个指定元素
参数： DcLinkList* head DcLinkListNode* node为指定的元素
返回值：成功返回 删除的链表元素 失败返回NULL
*******************************************************************************************************/
DcLinkListNode* DcLinkList_Del(DcLinkList* head,DcLinkListNode* node)
{ //这个函数主要是用来删除游标的返回值的
DcLinkListNode* ret = NULL;
list_head* lhead = (list_head* )head;
int i=0;
if((NULL != head)&&(NULL != node))
{
DcLinkListNode* current = (DcLinkListNode*)lhead;
for(i=1; i<=lhead->length; i++)
{
if(node == current->next)
{
ret = current->next;
break;
}
current = current->next;
}
if(NULL == ret) //说明没有找到node
{
printf("put error!!!\n");
}
else //找到了node
{
Del_DcLinkListNode(lhead,i);
}
}
return ret;//返回删除的链表元素
}
DcLinkList.h：
#ifndef __DcLinkList_H__
#define __DcLinkList_H__
typedef void DcLinkList; //这个是为了 封装方便
typedef struct Str_DcLinkList DcLinkListNode; //这个结构体是链表的真身
struct Str_DcLinkList //每一个链表元素的结构都会包含这个结构 因为当给链表元素强制类型
{ //转换成(DcLinkListNode* )的时候 其实就是要开始对每个元素中的 DcLinkListNode进行赋值了
DcLinkListNode* next;
DcLinkListNode* pre;
};
DcLinkList* Creat_DcLinkListHead(void);
int Destroy_DcLinkListHead(DcLinkList* head);
int Get_Length(DcLinkList* head);
int Clean_DcLinkListHead(DcLinkList* head);
int Add_DcLinkList(DcLinkList* head, DcLinkListNode* Node, int pos);
DcLinkListNode* Get_DcLinkListNode(DcLinkList* head, int pos);
DcLinkListNode* Del_DcLinkListNode(DcLinkList* head, int pos);
DcLinkListNode* DcLinkList_Del(DcLinkList* head,DcLinkListNode* node);
DcLinkListNode* DcLinkList_Next(DcLinkList* head);
DcLinkListNode* DcLinkList_Pre(DcLinkList* head);
DcLinkListNode* DcLinkList_Reset(DcLinkList* head);
DcLinkListNode* DcLinkList_Slider(DcLinkList* head);
#endif
main.c：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include "DcLinkList.h"
typedef struct _tag_str
{
DcLinkListNode head;
int i;
}str;
int main()
{
int i = 0;
str str1,str2,str3,str4,str5,str6,*strp;
str1.i=1;
str2.i=2;
str3.i=3;
str4.i=4;
str5.i=5;
str6.i=6;
DcLinkList* head = NULL;
head = Creat_DcLinkListHead();
Add_DcLinkList(head, (DcLinkListNode*)&str1, Get_Length(head)+1);
Add_DcLinkList(head, (DcLinkListNode*)&str2, Get_Length(head)+1);
Add_DcLinkList(head, (DcLinkListNode*)&str3, Get_Length(head)+1);
Add_DcLinkList(head, (DcLinkListNode*)&str4, Get_Length(head)+1);
Add_DcLinkList(head, (DcLinkListNode*)&str5, Get_Length(head)+1);
Add_DcLinkList(head, (DcLinkListNode*)&str6, 3);
for(i = 1; i<=Get_Length(head); i++)
{
strp = (str*)Get_DcLinkListNode(head, i);
printf("%d\n",strp->i);
}
Del_DcLinkListNode(head, 1);
printf("\n");
for(i = 1+5; i<=Get_Length(head)+5; i++)
{
strp = (str*)Get_DcLinkListNode(head, i);
printf("%d\n",strp->i);
}
printf("\n");
DcLinkList_Reset(head);
for(i = 1; i<=Get_Length(head)*3; i++)
{
DcLinkList_Pre(head);
strp = (str*)DcLinkList_Slider(head);
printf("%d\n",strp->i);
}
i = 6;
while(i--)
{
Del_DcLinkListNode(head, i);
}
for(i = 1; i<=Get_Length(head); i++)
{
strp = (str*)Get_DcLinkListNode(head, i);
printf("%d\n",strp->i);
}
Destroy_DcLinkListHead(head);
return 0;
}
