【数据结构】单链表&带头双向循环链表的实现

一、链表的概念及结构

1.链表的概念

概念：链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的 。

2.链表的结构

一般讲的链表包括数据域和指针域：

二、链表的种类

实际中链表的结构非常多样，由以下三组类型自由组合可得8种链表结构：

1.单向、双向：

2.带头、不带头：

3.循环、非循环：

虽然有这么多类型，但我们最长使用的就是以下两种：

在此我们只实现这两种链表

三、单链表的实现

1.自定义链表结点struct SListNode

typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;
	struct SListNode* next;
}SListNode;

2.链表打印数据SListPrint

//打印
void SListPrint(SListNode* plist)
{
	if (plist == NULL)
		return;
 
	while (plist)
	{
		printf("%d->", plist->data);
		plist = plist->next;
	}
}

3.链表创建结点BuyListNode

//创建节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* new_node = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (new_node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return NULL;
	}
	new_node->data = x;
	new_node->next = NULL;
	return new_node;
}

4.链表尾部插入数据SListPushBack

//尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	//无节点
	if (*pplist == NULL)
	{
		(*pplist) = BuySListNode(x);
	}
 
	//有节点
	SListNode* tail = *pplist;
	while (tail->next)
	{
		tail = tail->next;
	}
	tail->next = BuySListNode(x);
}

5.链表头部插入数据SListPushFront

//头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	SListNode* new_node = BuySListNode(x);
	new_node->next = *pplist;
	*pplist = new_node;
}

6.链表尾部删除数据SListPopBack

//尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
	//空链表
	if ((*pplist) == NULL)
		return;
 
	//一个节点
	if ((*pplist)->next == NULL)
	{
		SListNode* tmp = *pplist;
		free(tmp);
		tmp = NULL;
	}
 
	//多个节点
 
	else
	{
		SListNode* cur = *pplist;
		SListNode* next = cur->next;
 
		//找尾
		while (cur->next->next)
		{
			cur = next;
			next = next->next;
		}
		free(next);
		cur->next = NULL;
	}
 
}

7.链表头部删除数据SListPopFront

//头删
void SLPopFront(SListNode** pplist)
{
	//没有节点
	if ((*pplist) == NULL)
		return;
 
	//一个节点
	//多个节点
	SListNode* tmp = *pplist;
	*pplist = (*pplist)->next;
	free(tmp);
	tmp = NULL;
}

8.链表查找数据

//查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{
	SListNode* cur = plist;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

9.链表在pos位置之后插入数据

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	//在非尾节点插入
	if (pos->next != NULL)
	{
		newnode->next = pos->next;
		pos->next = newnode;
	}
	else
	{
		SListPushBack(&pos, x);
	}
}

10.删除pos位置之后的值

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
	if (pos->next == NULL)
	{
		printf("erroe");
		return;
	}
	SListNode* del = pos->next;
	pos->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

11.销毁链表

//销毁链表
void SLTDestroy(SListNode** pphead)
{
	if (*pphead == NULL)
		return;
	SListNode* next = (*(pphead))->next;
	while (*pphead)
	{
		//销毁
		SListNode* del = *pphead;
		free(del);
		del = NULL;
 
		//迭代
		*pphead = next;
		if(next)
		next = next->next;
	}
}

四.带头双向循环链表的实现

1.自定义链表结点 ListNode

typedef int LTDataType;
typedef struct ListNode
{
	LTDataType _data;
	struct ListNode* _next;
	struct ListNode* _prev;
}ListNode;

2.创建新节点

 
//创建新节点
ListNode* BuyLTNode(LTDataType x)
{
	ListNode* newnode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return NULL;
	}
	newnode->_data = x;
	newnode->_next = NULL;
	newnode->_prev = NULL;
 
	return newnode;
}

3.创建一个新链表，返回头结点

// 创建返回链表的头结点.
ListNode* ListCreate()
{
	ListNode* Phead = BuyLTNode(-1);
	Phead->_next = Phead;
	Phead->_prev = Phead;
 
	return Phead;
}

4.打印链表

//打印链表
void ListPrint(ListNode* pHead)
{
	if (pHead == NULL)
		return;
	ListNode* cur = pHead->_next;
	printf("pHead <=> ");
	while (cur!=pHead)
	{
		printf("%d <=> ", cur->_data);
		cur = cur->_next;
	}
}

5.在pos之前插入值为x节点

//在pos前插入
void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x)
{
	ListNode* pre = pos->_prev;
	ListNode* newnode = BuyLTNode(x);
	newnode->_next = pos;
	pos->_prev = newnode;
	pre->_next = newnode;
	newnode->_prev = pre;
}

6.尾插

//尾插
void ListPushBack(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	ListInsert(pHead,  x);
}

7.头插

//头插
void ListPushFront(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	ListInsert(pHead->_next, x);
}

8.删除pos位置节点

//删除pos位置的节点
void ListErase(ListNode* pos)
{
	ListNode* pre = pos->_prev;
	ListNode* next = pos->_next;
	free(pos);
	pos = NULL;
	pre->_next = next;
	next->_prev = pre;
}

9.双向链表头删

// 双向链表头删
void ListPopFront(ListNode* pHead)
{
	ListErase(pHead->_next);
}

10.双向链表尾删

// 双向链表尾删
void ListPopBack(ListNode* pHead)
{
	ListErase(pHead->_prev);
}

11.查找

// 双向链表查找
ListNode* ListFind(ListNode* pHead, LTDataType x)
{
	ListNode* cur = pHead->_next;
	while (cur != pHead)
	{
		if (cur->_data == x)
			return cur;
 
		cur = cur->_next;
	}
	return NULL;
}

12.销毁链表

//销毁链表
void ListDestory(ListNode* pHead)
{
	ListNode* cur = pHead->_next;
	while (cur)
	{
		ListNode* next = cur->_next;
		free(cur);
		pHead->_next = next;
		cur = next;
 
	}
}

注：带头双向循环链表的头插头删，尾插尾删直接复用了插入删除代码。