C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表

这篇文章主要介绍了C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇C语言怎么实现线性表中的带头双向循环链表文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。

一、本章重点

• 带头双向循环链表介绍

• 带头双向循环链表常用接口实现

• 实现接口总结

• 在线oj训练与详解

二、带头双向循环链表介绍

2.1什么是带头双向循环链表？

• 带头：存在一个哨兵位的头节点，该节点是个无效节点，不存储任何有效信息，但使用它可以方便我们头尾插和头尾删时不用判断头节点指向NULL的情况，同时也不需要改变头指针的指向，也就不需要传二级指针了。 

• 双向：每个结构体有两个指针，分别指向前一个结构体和后一个结构体。

• 循环：最后一个结构体的指针不再指向NULL，而是指向第一个结构体。（单向）

• 第一个结构体的前指针指向最后一个结构体，最后一个结构体的后指针指向第一个结构体（双向）。

图解 

2.2最常用的两种链表结构

• 更具有无头，单双向，是否循环组合起来有8种结构，但最长用的还是无头单向非循环链表和带头双向循环链表

• 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。 

• 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。

三、带头双向循环链表常用接口实现 

3.1结构体创建

typedef int DataType;typedef struct DListNode{DataType data;DListNode* prev;DListNode* next;}DListNode;

3.2带头双向循环链表的初始化 

void DListInint(DListNode** pphead){*pphead = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));(*pphead)->next = (*pphead);(*pphead)->prev = (*pphead);}

 或者使用返回节点的方法也能实现初始化

DListNode* DListInit(){DListNode* phead = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;}

3.3创建新节点

DListNode* BuyDListNode(DataType x){DListNode* temp = (DListNode*)malloc(sizeof(DListNode));if (temp == NULL){printf("malloc fail\n");exit(-1);}temp->prev = NULL;temp->next = NULL;temp->data = x;return temp;}

3.4尾插

void DListPushBack(DListNode* phead,DataType x){DListNode* newnode = BuyDListNode(x);DListNode* tail = phead->prev;tail->next = newnode;newnode->prev = tail;newnode->next = phead;phead->prev = newnode;}

3.5打印链表

void DListNodePrint(DListNode* phead){DListNode* cur = phead->next;while (cur != phead){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;}printf("NULL\n");}

3.6头插

void DListNodePushFront(DListNode* phead, DataType x){DListNode* next = phead->next;DListNode* newnode = BuyDListNode(x);next->prev = newnode;newnode->next = next;newnode->prev = phead;phead->next = newnode;}

3.7尾删

void DListNodePopBack(DListNode* phead){if (phead->next == phead){return;}DListNode* tail = phead->prev;DListNode* prev = tail->prev;prev->next = phead;phead->prev = prev;free(tail);tail = NULL;}

3.8头删

void DListNodePopFront(DListNode* phead){if (phead->next == phead){return;}DListNode* firstnode = phead->next;DListNode* secondnode = firstnode->next;secondnode->prev = phead;phead->next = secondnode;free(firstnode);firstnode = NULL;}

3.9查找data（返回data的节点地址）

DListNode* DListNodeFind(DListNode* phead, DataType x){DListNode* firstnode = phead->next;while (firstnode != phead){if (firstnode->data == x){return firstnode;}firstnode = firstnode->next;}return NULL;}

3.10在pos位置之前插入节点

void DListNodeInsert(DListNode* pos, DataType x){DListNode* prev = pos->prev;DListNode* newnode = BuyDListNode(x);newnode->next = pos;newnode->prev = prev;prev->next = newnode;pos->prev = newnode;}

3.11删除pos位置的节点

void DListNodeErase(DListNode* pos){DListNode* prev = pos->prev;DListNode* next = pos->next;prev->next = next;next->prev = prev;free(pos);pos = NULL;}

四、实现接口总结

• 多画图：能给清晰展示变化的过程，有利于实现编程。

• 小知识：head->next既可表示前一个结构体的成员变量，有可表示后一个结构体的地址。当head->next作为左值时代表的是成员变量，作右值时代表的是后一个结构体的地址。对于链表来说理解这一点非常重要。

• 实践：实践出真知

• 带头双向循环链表：相比于单链表，它实现起来更简单，不用向单链表一样分情况讨论链表的长度。虽然结构较复杂，但使用起来更简单，更方便。  

五、在线oj训练与详解

链表的中间节点（力扣）

给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

输入：[1,2,3,4,5]

输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])

返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。

注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，

这样：

ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.

来源：力扣（LeetCode）

 思路：快慢指针

取两个指针，初始时均指向head，一个为快指针（fast）一次走两步，另一个为慢指针（slow）一次走一步，当快指针满足fast==NULL（偶数个节点）或者fast->next==NULL（奇数个节点）时，slow指向中间节点，返回slow即可。

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head){    struct ListNode* fast=head;    struct ListNode* slow=head;    while(fast&&fast->next)    {        fast=fast->next->next;        slow=slow->next;    }    return slow;}

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