C语言实现双向循环链表

在之前的文章中，我写过一篇关于C语言实现双向链表博文，介绍了双向链表的实现过程以及双向链表的优势，接下来我首先给大家介绍一下循环链表和双向链表的区别，之后再给大家介绍双向循环链表的具体实现。

循环链表和双向链表的区别

1、最后一个结点指针指向不同

在建立一个循环链表时，必须使其最后一个结点的指针指向表头结点，而不是像双向链表那样置为NULL。此种情况还用于在最后一个结点后插入一个新的结点。

2、判断链域值不同

在判断是否到表尾时，是判断该结点链域的值是否是表头结点，当链域值等于表头指针时，说明已到表尾。而非像单链表那样判断链域值是否为NULL。

3、访问方式：

循环链表：可以从任何一个结点开始，顺序向后访问到达任意结点

双向链表：可以从任何结点开始任意向前向后双向访问

4、操作：

循环链表：只能在当前结点后插入和删除

双链表：可以在当前结点前面或者后面插入，可以删除前趋和后继（包括结点自己）

5、存储：循环链表存储密度大于双链表

双向循环链表的具体实现

双向循环链表：最后一个节点的next指向head，而head的prior指向最后一个节点，构成一个环。

由上图可以看出，双向循环链表的结点结构与双向链表的结构是一样的，都是含有三项：前驱指针prior,数据项data,后驱指针next,因此双向循环链表结点结构用C语言实现如下：

struct doubleCircularLinkedList
{
	struct doubleCircularLinkedList* prior;//结点的前驱指针
	int data;//结点的数据项
	struct doubleCircularLinkedList* next;//结点的后继指针
};

双向循环链表的初始化

只有一个头节点head，就让prior和next都指向自己，形成一个环。

初始化头结点代码实现：

struct doubleCircularLinkedList* createList()
{
	//创建一个头结点，数据差异化当作表头
	struct doubleCircularLinkedList* headNode = (struct doubleCircularLinkedList*)malloc(sizeof(struct doubleCircularLinkedList));
	//循环链表，所以初始化头指针，尾指针都是指向自身的，data数据域不做初始化
	headNode->prior = headNode;//头结点指向自身
	headNode->next = headNode;//尾结点指向自身
	return headNode;
}

创建一个新的结点

与单向循环链表类似的，只是多了一个prior要考虑，为插入做准备。

struct doubleCircularLinkedList* createNode(int data)
{
	//动态申请内存malloc+free c语言的特点
	struct doubleCircularLinkedList* newNode = (struct doubleCircularLinkedList*)malloc(sizeof(struct doubleCircularLinkedList));
	//创建结点过程相当于初始化过程
	newNode->data = data;//传入data数值初始化数据域
	newNode->prior = NULL;//初始化头结点为null
	newNode->next = NULL;//初始化尾结点为null
	return newNode;
}

插入新的元素

与单向循环链表类似，只是多了一个prior要考虑。这里就不需判断插入的位置是不是在最后了，已经构成一个环。

表头插入实现

void insertNodeByHead(struct doubleCircularLinkedList* headNode,int data)
{
	//创建一个新的结点，调用创建新结点的函数
	struct doubleCircularLinkedList* newNode = createNode(data);
	//修改四个指针变量
	newNode->prior = headNode;
	newNode->next = headNode->next;
	headNode->next->prior=newNode;
	headNode->next = newNode;
}

表尾插入实现

在表尾插入，比表头插入更容易出错，大家多加注意！首先找到尾部最后一个元素，然后再进行插入操作

void insertNodeBynext(struct doubleCircularLinkedList* headNode,int data)
{
	struct doubleCircularLinkedList* newNode = createNode(data);
	//首先找到最后一个结点的位置
	struct doubleCircularLinkedList* lastNode = headNode;
	while(lastNode->next != headNode)
	{
		lastNode = lastNode->next;
	}
	//找到之后调整四个指针
	headNode->prior = newNode;
	newNode->next = headNode;
	lastNode->next = newNode;
	newNode->prior = lastNode;
}

删除指定元素

双链表删除结点时，只需遍历链表找到要删除的结点，然后将该节点从表中摘除即可，删除之后不要忘了释放空间哟！

void SpecifyLocationToDelete(struct doubleCircularLinkedList* headNode,int posData)
{
	struct doubleCircularLinkedList* posNode = headNode->next;//指定结点指针
	struct doubleCircularLinkedList* posNodeprior = headNode;//指定结点前一个结点的指针
	//找到指定位置
	while(posNode->data != posData)
	{
		posNodeprior = posNode;
		posNode = posNodeprior->next;
		//如果没有找到特殊处理
		if(posNode->next == headNode)
		{
			printf("不存在指定位置，无法删除！\n");
			return;
		}
	}
	posNodeprior->next = posNode->next;
	posNode->next->prior=posNodeprior;
	free(posNode);//删除之后，释放空间
}

查找指定元素

双链表查找指定元素的实现同单链表类似，都是从表头依次遍历表中元素。

void searchSpecifiedElement(struct doubleCircularLinkedList* headNode,int posData)
{
	struct doubleCircularLinkedList* posNode = headNode->next;//指定结点指针
	struct doubleCircularLinkedList* posNodeprior = headNode;//指定结点前一个结点的指针
	//找到指定位置
	while(posNode->data != posData)
	{
		posNodeprior = posNode;
		posNode = posNodeprior->next;
		//如果没有找到特殊处理
		if(posNode->next == headNode)
		{
			printf("不存在元素！\n");
			return ;
		}
	}
	printf("该元素存在！\n");
}

查找指定元素

通过遍历找到存储有该数据元素的结点，直接更改其数据域即可。

void modifySpecifiedElement(struct doubleCircularLinkedList* headNode,int posData,int elem)
{
	struct doubleCircularLinkedList* posNode = headNode->next;//指定结点指针
		struct doubleCircularLinkedList* posNodeprior = headNode;//指定结点前一个结点的指针
		//找到指定位置
		while(posNode->data != posData)
		{
			posNodeprior = posNode;
			posNode = posNodeprior->next;
			//如果没有找到特殊处理
			if(posNode->next == headNode)
			{
				printf("不存在元素！\n");
			}
		}
		posNode->data = elem;
		printf("修改成功！\n");
}

打印数据

void printList(struct doubleCircularLinkedList* headNode)
{
	//从第二个结点开始打印，表头不含数据
	//也可以通过前指针进行打印，只需将next改为prior即可
	struct doubleCircularLinkedList* pMove = headNode->next;
	while(pMove != headNode)//如果pMove->next != headNode这样写，最后一个结点是不会打印的
	{
		printf("%d ",pMove->data);
		pMove = pMove->next;//移动指针
	}
	printf("\n");
}

参考博文：
https://blog.csdn.net/baweiyaoji/article/details/76071053

以上就是本次给大家分享的C语言实现双向循环链表，完整的代码已经push到了githubs上面（传送门），欢迎各位clone，如果觉得还不错的话，欢迎Star! 如果还想了解其他的数据结构实现算法，欢迎访问我的博客，如果有哪里有问题，欢迎大家留言，我及时修改更正，坚持就是胜利！