C語言資料結構：雙向迴圈連結串列的增刪操作

你也是流星一条發表於2024-04-25
C語言資料結構
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 * 設計雙向迴圈連結串列的介面
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#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>

// 指的是雙向迴圈連結串列中的結點有效資料型別，使用者可以根據需要進行修改
typedef int DataType_t;

// 構造雙向迴圈連結串列的結點,連結串列中所有結點的資料型別應該是相同的
typedef struct DoubleCircularLinkedList
{
	DataType_t data;					   // 結點的資料域
	struct DoubleCircularLinkedList *prev; // 直接前驅的指標域
	struct DoubleCircularLinkedList *next; // 直接後繼的指標域

} DoubleCirLList_t;

// 建立一個空雙向迴圈連結串列，空連結串列應該有一個頭結點，對連結串列進行初始化
DoubleCirLList_t *DoubleCirLList_Create(void)
{
	// 1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
	DoubleCirLList_t *Head = (DoubleCirLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleCirLList_t));
	if (NULL == Head)
	{
		perror("Calloc memory for Head is Failed");
		exit(-1);
	}

	// 2.對頭結點進行初始化，頭結點是不儲存資料域，指標域指向自身即可，體現“迴圈”
	Head->prev = Head;
	Head->next = Head;

	// 3.把頭結點的地址返回即可
	return Head;
}

// 建立新的結點，並對新結點進行初始化（資料域 + 指標域）
DoubleCirLList_t *DoubleCirLList_NewNode(DataType_t data)
{
	// 1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
	DoubleCirLList_t *New = (DoubleCirLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleCirLList_t));
	if (NULL == New)
	{
		perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
		return NULL;
	}

	// 2.對新結點的資料域和指標域（2個）進行初始化,指標域指向結點自身，體現“迴圈”
	New->data = data;
	New->prev = New;
	New->next = New;

	return New;
}

// 頭插
bool DoubleCirLList_HeadInsert(DoubleCirLList_t *Head, DataType_t data)
{
	// 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
	DoubleCirLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
	if (Head == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		New->next = New;
		New->prev = New;
		return true;
	}

	// 3.如果雙向連結串列為非空，把新結點插入到連結串列的頭部
	Head->next->prev->next = New;
	New->prev = Head->next->prev;
	New->next = Head->next;
	Head->next->prev = New;
	Head->next = New;

	return true;
}

// 尾插
bool DoubleCirLList_TailInsert(DoubleCirLList_t *Head, DataType_t data)
{
	// 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
	DoubleCirLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判斷雙向連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
	if (Head == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		New->next = New;
		New->prev = New;
		return true;
	}

	// 3.如果雙向連結串列為非空，把新結點插入到連結串列的尾部
	New->prev = Head->next->prev;
	Head->next->prev->next = New;
	New->next = Head->next;
	Head->next->prev = New;

	return true;
}

// 指定插
bool DoubleCirLList_DestInsert(DoubleCirLList_t *Head, DataType_t destval, DataType_t data)
{
	// 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
	DoubleCirLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
	if (NULL == New)
	{
		printf("can not insert new node\n");
		return false;
	}

	// 2.判斷雙向連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
	if (Head == Head->next)
	{
		Head->next = New;
		New->next = New;
		New->prev = New;
		return true;
	}

	// 3.如果雙向連結串列為非空，遍歷連結串列，找到目標結點
	DoubleCirLList_t *Dest = Head->next;
	while (Dest->data != destval && Dest != NULL)
	{
		Dest = Dest->next;
	}
	if (NULL == Dest)
	{
		return false;
	}

	// 4.說明找到目標結點，則把新結點插入到目標結點的後面
	New->next = Dest->next;
	Dest->next->prev = New;
	New->prev = Dest;
	Dest->next = New;

	return true;
}

// 頭刪
bool DoubleCirLList_HeadDel(DoubleCirLList_t *Head)
{
	// 1.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接退出
	if (NULL == Head->next)
	{
		return false;
	}

	// 2.對連結串列的首結點的地址進行備份
	DoubleCirLList_t *Temp = Head->next;

	// 3.連結串列是非空的，則直接刪除首結點
	Temp->prev->next = Temp->next;
	Temp->next->prev = Temp->prev;
	Head->next = Temp->next;
	Temp->next = NULL;
	Temp->prev = NULL;
	free(Temp);

	return true;
}

// 尾刪
bool DoubleCirLList_TailDel(DoubleCirLList_t *Head)
{
	// 1.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接退出
	if (NULL == Head->next)
	{
		return false;
	}

	// 2.對連結串列的尾結點的地址進行備份
	DoubleCirLList_t *Tail = Head->next->prev;

	// 2.連結串列為非空，刪除尾結點
	Tail->prev->next = Head->next;
	Head->next->prev = Tail->prev;
	Tail->next = NULL;
	Tail->prev = NULL;
	free(Tail);

	return true;
}

// 指定刪
bool DoubleCirLList_DestDel(DoubleCirLList_t *Head, DataType_t destval)
{
	// 1.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接退出
	if (NULL == Head->next)
	{
		return false;
	}

	// 2.連結串列是非空的，遍歷連結串列，找到待刪除結點
	DoubleCirLList_t *Dest = Head;
	while (Dest->data != destval && Dest != NULL)
	{
		Dest = Dest->next;
	}
	if (NULL == Dest)
	{
		return false;
	}

	// 3.刪除指定結點
	Dest->prev->next = Dest->next;
	Dest->next->prev = Dest->prev;
	Dest->prev = NULL;
	Dest->next = NULL;
	free(Dest);
}

// 遍歷雙向循壞連結串列
bool DoubleLList_Print(DoubleCirLList_t *Head)
{
	// 對雙向迴圈連結串列的頭結點的地址進行備份
	DoubleCirLList_t *Phead = Head;

	// 判斷當前連結串列是否為空，為空則直接退出
	if (Head->next == Head)
	{
		printf("current doubleCircularLinkedList is empty!\n");
		return false;
	}

	// 從首結點開始遍歷
	while (Phead->next)
	{
		// 把頭結點的直接後繼作為新的頭結點
		Phead = Phead->next;

		// 輸出頭結點的直接後繼的資料域
		printf("data = %d\n", Phead->data);

		// 判斷是否到達尾結點，尾結點的next指標是指向首結點的地址
		if (Phead->next == Head->next)
		{
			break;
		}
	}

	return true;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
	DoubleCirLList_t *Head = DoubleCirLList_Create();
	DoubleCirLList_HeadInsert(Head, 1);
	DoubleCirLList_HeadInsert(Head, 2);
	DoubleCirLList_HeadInsert(Head, 3);
	// DoubleCirLList_TailInsert(Head, 1);
	// DoubleCirLList_TailInsert(Head, 2);
	// DoubleCirLList_DestInsert(Head, 1, 4);
	// DoubleCirLList_DestDel(Head, 4);
	DoubleCirLList_HeadDel(Head);
	// DoubleCirLList_TailDel(Head);
	DoubleLList_Print(Head);

	return 0;
}

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