数据结构_线性表_链式存储_双向循环链表的基本操作

//双向链表,将头结点和尾结点链接起来,就构成了双向循环链表
//双向循环链表是将头结点的前驱指针指向了尾结点,同时将尾结点的后劲指针指向了头结点.
//空表,头结点的前驱和后继指针均指向了自己,这也是判断双向循环链表是否为空的条件,
//双向循环链表具有对称性
//缺点,是要付出空间代价的

双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。所以,从双向链表中的任意一个结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表。

代码

#pragma mark 定义结点类型
typedef int ElemType;
typedef struct DuLNode
{
    ElemType data;
    struct DuLNode *prior;//指向前驱结点
    struct DuLNode *next; //指向后继结点

}DuLNode,*DuLinkList;

#pragma mark 带头结点的双向循环链表的基本操作


#pragma mark ---1.初始化空的双向循环链表
void InitList(DuLinkList *L)
{ /* 产生空的双向循环链表L */
    *L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
    if(*L){
        (*L)->next=*L;
        (*L)->prior=*L;
    } else
        exit(0);
}

#pragma mark ---2.销毁双向循环链表
void DestroyList(DuLinkList L)
{
    DuLinkList q,p=L->next; /* p指向第一个结点 */
    while(p!=L) /* p没到表头 */
    {
        q=p->next;
        free(p);
        p=q;
    }
    free(L);
    L=NULL;
}

#pragma mark ---2.将双向循环链表置空
void ClearList(DuLinkList L) /* 不改变L */
{
    DuLinkList q,p=L->next; /* p指向第一个结点 */
    while(p!=L) /* p没到表头 */
    {
        q=p->next;
        free(p);
        p=q;
    }
    L->next=L->prior=L; /*头结点的两个指针域均指向自身 */
}
#pragma mark ---3 验证表是否为空表
int ListEmpty(DuLinkList L)
{
    /* 初始条件:线性表L已存在 */
   if(L->next==L&&L->prior==L)
   return 1;
   else
   return 0;

}

#pragma mark 计算元素的个数
int ListLength(DuLinkList L)
{ /* 初始条件:L已存在。操作结果: */
    int i=0;
    DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */
    while(p!=L) /* p没到表头 */
    {
        i++;
        p=p->next;
    }
    return i;
}

#pragma mark 赋值
Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{ /* 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */
    int j=1; /* j为计数器 */
    DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */
    while(p!=L&&j<i)
    {
        p=p->next;
        j++;
    }
    if(p==L||j>i) /* 第i个元素不存在 */
        return ERROR;
    *e=p->data; /* 取第i个元素 */
    return OK;
}
//查找元素前驱

Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e)
{ /* 操作结果:若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱, */
    /* 否则操作失败,pre_e无定义 */
    DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */
    while(p!=L) /* p没到表头 */
    {
        if(p->data==cur_e)
        {
            *pre_e=p->prior->data;
            return OK;
        }
        p=p->next;
    }
    return ERROR;
}
//查找元素后继

Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e)
{ /* 操作结果:若cur_e是L的数据元素,且不是最后一个,则用next_e返回它的后继, */
    /* 否则操作失败,next_e无定义 */
    DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */
    while(p!=L) /* p没到表头 */
    {
        if(p->prior->data==cur_e)
        {
            *next_e=p->data;
            return OK;
        }
        p=p->next;
    }
    return ERROR;
}
//查找元素地址

DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i) /* 另加 */
{ /* 在双向链表L中返回第i个元素的地址。i为0,返回头结点的地址。若第i个元素不存在,*/
    /* 返回NULL */
    int j;
    DuLinkList p=L; /* p指向头结点 */
    if(i<0||i>ListLength(L)) /* i值不合法 */
        return NULL;
    for(j=1;j<=i;j++)
        p=p->next;
    return p;
}
//元素的插入

Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e)
{ /* 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e,i的合法值为1≤i≤表长+1 */
    /* 改进算法2.18,否则无法在第表长+1个结点之前插入元素 */
    DuLinkList p,s;
    if(i<1||i>ListLength(L)+1) /* i值不合法 */
        return ERROR;
    p=GetElemP(L,i-1); /* 在L中确定第i个元素前驱的位置指针p */
    if(!p) /* p=NULL,即第i个元素的前驱不存在(设头结点为第1个元素的前驱) */
        return ERROR;
    s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
    if(!s)
        exit(0);
    s->data=e;
    s->prior=p; /* 在第i-1个元素之后插入 */
    s->next=p->next;
    p->next->prior=s;
    p->next=s;
    return OK;
}

Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e)
{ /* 删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素,i的合法值为1≤i≤表长 */
    DuLinkList p;
    if(i<1) /* i值不合法 */
        return ERROR;
    p=GetElemP(L,i); /* 在L中确定第i个元素的位置指针p */
    if(!p) /* p=NULL,即第i个元素不存在 */
        return ERROR;
    *e=p->data;
    p->prior->next=p->next;
    p->next->prior=p->prior;
    free(p);
    return OK;
}


void visit(ElemType c)
{
    printf("%d ",c);
}

调用

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    DuLinkList L;
    ElemType e;
    int j;
    Status i;
    InitList(&L); /* 初始化单循环链表L */

    ListInsert(L, 1, 15);
    ListInsert(L, 2, 25);
    ListInsert(L, 3, 35);
    ListInsert(L, 4, 45);


    j=ListLength(L);
    printf("L中数据元素个数=%d\n",j);

    ListTraverse(L,visit);

    PriorElem(L,25,&e); /* 求元素5的前驱 */
    printf("25前面的元素的值为%d。\n",e);
    NextElem(L,35,&e); /* 求元素3的后继 */
    printf("35后面的元素的值为%d。\n",e);
    printf("L是否空 %d(1:空 0:否)\n",ListEmpty(L));


    //删除第二个元素
    ListDelete(L, 2, &e);
    j=ListLength(L);
    printf("L中数据元素个数=%d\n",j);
    ListTraverse(L,visit);
    return 0;
}

运行结果
《数据结构_线性表_链式存储_双向循环链表的基本操作》

10.总结一下线性表的顺序实现和链试实现的比较
比较两者的时间性能和空间性能进行比较
1.位置查找运算 顺序表示随机存取,时间复杂度为O(1),单链表需要对表元素进行扫描,它的时间复杂度为O(n)
2.定位运算 基本操作是比较 ,两者均为O(n)
3.插入,删除运算 在顺序表和链表中,都需要进行定位.
顺序表,其基本操作是元素的比较和结点的移动,平均时间复杂度为O(n).
单链表,基本操作是元素的比较,尽管不需要移动,其平均时间复杂度依然为O(n).

各有优缺点,具体问题,具体分析

单链表的每个结点包括数据域和指针域,指针域需要占用额外的空间

从整体考虑,顺序表需要提前分配空间,如果分配过大,造成浪费,分配过小,内存溢出;单链表不需要预先分配空间,只要内存空间没有耗尽.单链表的结点就没有限制

    原文作者:清风飏
    原文地址: https://blog.csdn.net/lcg910978041/article/details/51350751
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