C语言双链表,循环链表,静态链表讲解(王道版)
目录
一、双链表
初始化(带头结点):
双链表的插入:
双链表的遍历
循环链表
循环单链表的初始化
循环双链表的初始化
双链表的插入
双链表的删除
静态链表
定义静态链表
插入
删除
一、双链表
在单链表中,每个元素都附加了一个指针域,指向下一个元素的存储位置。在双向链表中,每个元素都附加了两个指针域,分别指向前驱节点和后继节点。
单链表只能向后操作,不能向前操作。为了向前、向后操作方便,可以给每个元素都附加两个指针域,一个存储前一个元素的地址,一个存储下一个元素的地址。这种链表被称为双向链表示。
从上图中可以看出,双向链表的每个节点都包含三个域:数据域和两个指针域。两个指针域分别存储前后两个元素的地址,即指向前驱节点和后继节点。
初始化(带头结点):
typedef struct DNode{ //定义双链表结点类型
Elemtype date; //数据域
struct DNode *prior,*next; //前驱和后继指针
}DNode,*DLinklist;
//初始化双链表
bool InitDLinkList(DLinklist &L){
L =(DNode*)malloc(sizeof(DNode));
if(L==NULL)
return false;
L->prior = NULL;
L->next = NULL;
}
判断链表是否为空(带头结点)
bool Empty(DLinklist L){
if(L->next == NULL)
return true;
else
return false;
}
双链表的插入:
//在p结点之后插入s结点
bool InsertDNode(DNode *p,DNode *s)
{
if(p==NULL||s==NULL)
return false;
s->next = p->next;
if(p->next != NULL) //如果在尾部插入,尾部是NULL,空的不能指向
p->next->prior = s;
s->prior= p;
p->next = s;
return true;
}
双链表的遍历
后序遍历
while(P!=NULL)
{
//对结点p处理如打印
p = p -> next;
}
前序遍历
while(p!=NULL){
//对结点p做相应的处理
p = p -> prior;
}
前向遍历(跳过头结点)
while(p->prior!=NULL)
{
//对结点p做相应的处理
p = p-> prior;
}
双链表不可随机存取,按位查找和按值查找都只能用遍历的方式实现。时间复杂度O(n)
循环链表
在单链表中,只能向后操作,不能向前操作,如果从当前节点开始,则无法访问该节点前面的节点;
如果最后一个节点的指针指向头节点,形成一个环,就可以从任何一个节点出发,访问所有节点,这就是循环链表。
循环链表和普通链表的区别就是最后一个节点的后继指向了头节点。下面看看单链表和单向循环链表的区别。
单向循环链表最后一个节点的next域不为空,而是指向了头节点,
而单链表和单向循环链表判断空表的条件也发生了变化,单链表为空表时,L ->next=NULL;单向循环链表为空表时,L ->next=L 。
双向循环链表除了要让最后一个节点的后继指向第1个节点,还要让头节点的前驱指向最后一个节点
双向循环链表为空表时,L ->next=L ->prior=L ,如下图所示。
循环单链表的初始化
typedef struct LNode{ //定义单链表的结点类型
ElemType date; //每个结点存放一个数据元素
struct LNode *next; //指针指向下一个结点
}LNode,*LinkList;
//初始化一个循环单链表
bool InitList(LinkList &L) {
L = (LNode*) malloc(sizeof(LNode)); //分配一个头结点
if(L==NULL) //内存不足分配失败
return false;
L->next = L; //头接点next指向头结点
return true;
}
循环双链表的初始化
//初始化一个循环双链表
typedef struct DNode{
ElemType date;
struct DNode *prior,*next;
}DNode,*DLinklist;
bool InitDLinkList(DLinklist &L){
L = (DNode *) malloc(sizeof(DNode)); //分配一个头结点
if(L==NULL)
return false;
L->prior = L; //头结点的prior指向头结点
L->next = L; //头结点的next指向头结点
return true;
}
此时判断是否为空和判断是否为尾结点的条件就是看next是否为L
双链表的插入
由于是循环双链表,就不用考虑是不是在尾部插入
//在p结点之后插入s结点
bool InsertDNode(DNode *p,DNode *s){
s->next= p->next;
p->next->prior= s;
s->prior = p;
p->next = s;
}
双链表的删除
//删除p的后继结点q
p->next = q->next;
q->next->prior = p;
free(q);
静态链表
链表还有另一种静态表示方式,可以用一个数组存储数据,用另一个数组记录当前数据的后继的下标。
用静态链表可以先把数据存储在一维数组data[]中,然后用后继数组next[]记录每个元素的后继下标
定义静态链表
#define Maxsize 10 //静态链表的最大长度
struct Node{ //静态链表的结构类型定义
ElemType date; //存储数据元素
int next; //下一个元素数组下标
}SLinkList[MaxSize];
插入为i的结点:
1)找到一个空的结点存入数据元素
2)从头结点出发找到位序为i-1的结点
3) 修改新的结点next
4)修改i -1 的结点next
插入
若在第6个元素之前插入一个元素25,则只需将25放入data[]数组的尾部,即data[9]=25,然后修改后继数组next[5]=9,next[9]=6
插入之后,next[5]=9,next[9]=6,也就是说节点5的后继为9,节点9的后继为6,节点6的前驱为9,节点9的后继为6
相当于节点9被插入节点5和节点6之间,即插入节点6之前。也就是说,元素49的后继为25,元素25的后继为20。这就相当于把元素25插入49、20之间。是不是也很方便?不需要移动元素,只改动后继数组就可以了。
删除
若删除第3个元素,则只需修改后继数组next[2]=4,。此时,2的后继为4,相当于把第3个元素跳过去了,实现了删除功能,而第3个元素并未被真正删除,只是它已不在链表中。这样做的好处是不需要移动大量的元素。