C++ 循环单链表(带头结点)

编程 2023-12-06 17:24:18

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总结归纳

  1. 在 DeleteNode 函数中(删除指定结点),如果删除的是最后一个结点,则要特殊处理,需要通过遍历找到该结点的前驱结点,再进行删除操作。
  2. 循环链表比起单链表,它的优势在于:知道一个结点,就可以知道该结点的前驱结点,以致于所有结点;而单链表必须通过头结点才能得到所有结点,否则无法通过已知结点得到前驱结点。
  3. 如果你需要频繁的对表头或者表尾操作,那么循环链表很适合,你只需要在表尾置一个尾指针,或者使用循环双链表。

代码实现

/*
循环单链表(带头结点)
*/

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

struct LNode {
    int data;    // 数据域
    LNode *next; // 指针域
};

typedef LNode LNode;     // LNode是一个循环单链表的结点
typedef LNode *LinkList; // LinkList是一个循环单链表

// 初始化循环单链表
void InitList(LinkList &L) {
    L = new LNode;
    L->next = L;
}

// 判断循环单链表是否为空
bool Empty(LinkList &L) {
    if (L->next == L) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

// 获取循环单链表长度
int GetLength(LinkList &L) {
    LNode *p = L->next;
    int length = 0;
    while (p != L) {
        p = p->next;
        length++;
    }
    return length;
}

// 头插法建立循环单链表
LinkList List_HeadInsert(LinkList &L) {
    int e;
    cin >> e;
    while (e != 9999) {
        LNode *s = new LNode;
        s->data = e;
        s->next = L->next;
        L->next = s;
        cin >> e;
    }
    return L;
}

// 尾插法建立循环单链表
LinkList List_TailInsert(LinkList &L) {
    LNode *r = L; // r为尾指针
    int e;
    cin >> e;
    while (e != 9999) {
        LNode *s = new LNode;
        s->next = r->next;
        s->data = e;
        r->next = s;
        r = s; // 将r置为新的尾指针
        cin >> e;
    }
    r->next = L; // 尾指针的next置为L
    return L;
}

// 按位查找:查找第i个结点
LNode *GetElem(LinkList &L, int i) {
    if (i < 0) {
        return NULL; // i值不合法
    }
    LNode *p = L;
    int j = 0;
    while (p->next != L && j < i) {
        p = p->next;
        j++;
    }
    return p;
}

// 按值查找:查找数据域为e的结点
LNode *GetLNode(LinkList &L, int e) {
    LNode *p = L->next;
    while (p != L && p->data != e) {
        p = p->next;
    }
    return p;
}

// 查找指定结点的前一个结点
LNode *GetPriorNode(LinkList &L, LNode *p) {
    LNode *s = L;
    while (s->next != p) {
        s = s->next;
    }
    return s;
}

// 查找最后一个结点
LNode *GetLastNode(LinkList &L) {
    LNode *p = L->next;
    while (p->next != L) {
        p = p->next;
    }
    return p;
}

// 前插操作:在p结点之前插入数据e
bool InsertPriorNode(LNode *p, int e) {
    LNode *s = new LNode;
    s->next = p->next;
    s->data = p->data; // 数据后移,模拟结点后移
    p->next = s;
    p->data = e; // 将前结点置为新插入的结点
    return true;
}

// 后插操作:在p结点之后插入数据e
bool InsertNextNode(LNode *p, int e) {
    LNode *q = new LNode;
    q->data = e;
    q->next = p->next;
    p->next = q;
    return true;
}

// 按位序插入
bool InserstList(LinkList &L, int i, int e) {
    if (i < 1) { // i值不合法
        return false;
    }
    // LNode *p = GetElem(L, i - 1); // 遍历查找i-1个结点
    // InsertNextNode(p, 5244);      // 使用后插法
    // 使用前插法,达到同样效果
    LNode *p = GetElem(L, i);
    InsertPriorNode(p, 5244);

    return true;
}

// 删除指定结点
bool DeleteNode(LinkList &L, LNode *p) {
    if (p == L) {
        return false;
    }
    if (p->next == L) {                // 要删除最后一个结点
        LNode *s = GetPriorNode(L, p); // s为p的前驱结点
        s->next = p->next;
        delete p;
    } else {
        LNode *s = new LNode;
        s = p->next;       // 指向被删除结点的后继节点
        p->data = s->data; // 数据前移,模拟结点前移
        p->next = s->next; // 断开与被删除结点的联系
        delete s;
    }

    return true;
}

// 删除p结点的后继结点
bool DeleteNextLNode(LinkList &L, LNode *p) {
    if (p == NULL || p->next == L) {
        return false;
    }
    LNode *s = new LNode;
    s = p->next;
    p->next = s->next;
    delete s;
    return true;
}

// 按位序删除
bool ListDelte(LinkList &L, int i, int &e) {
    if (i < 1) {
        return false;
    }
    /*  // 按结点删除,实现同样效果
    LNode *p = GetElem(L, i); // 被删除结点
    e = p->data;
    DeleteNode(L, p);
    */
    LNode *p = GetElem(L, i - 1);
    e = p->next->data;
    DeleteNextLNode(L, p);
    return true;
}

// 遍历循环单链表
void TraverseList(LinkList &L) {
    if (L->next == L) {
        return;
    }
    LNode *p = L->next; // 指向头指针
    while (p != L) {
        cout << p->data << " ";
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    LinkList L;
    InitList(L);
    cout << Empty(L) << endl;

    // List_HeadInsert(L); // 头插法
    List_TailInsert(L); // 尾插法
    TraverseList(L);

    InserstList(L, 3, 5244);
    TraverseList(L);
    cout << "长度:" << GetLength << endl;

    int e = -1;
    ListDelte(L, 6, e);
    cout << "被删除的值:" << e << endl;
    TraverseList(L);
    cout << GetElem(L, 5)->next->next->data << endl; // 验证循环链表的效果
}
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