版本:
2024年4月26日 V1.0 釋出於部落格園
/**
* @file name : DoubleLinkedList.c
* @brief : 實現雙向迴圈連結串列的相關功能
* @author :RISE_AND_GRIND@163.com
* @date :2024/04/26
* @version :1.0
* @note :
* CopyRight (c) 2023-2024 RISE_AND_GRIND@163.com All Right Reseverd
*/
目錄
目錄
- 目錄
- 雙向迴圈連結串列公式
- 初始化雙向迴圈連結串列
- 構建雙向迴圈連結串列結點
- 建立一個空連結串列（僅頭結點）
- 建立一個新結點
- 插入資料
- 頭插
- 中插
- 尾插
- 刪除資料
- 頭刪
- 中刪
- 尾刪
- 查詢列印資料
- 遍歷列印
- 測試
- 測試結果:
- 完整程式碼
- DoubleCirLList.h
- DoubleCirLList.c
- projecttesting.c
雙向迴圈連結串列公式
/**
* 宣告雙向迴圈連結串列的結點
*
* 雙向迴圈連結串列總結成公式
* struct xxx
* {
* //指標域(直接前驅的指標域)
* //資料域(需要存放什麼型別的資料,你就定義對應的變數即可)
* //指標域(直接後繼的指標域)
* };
* 雙向迴圈連結串列的基本操作:
* 初始化單向迴圈連結串列 √
* 插入資料 √
* 刪除資料 √
* 修改資料
* 查詢列印資料√
*/
初始化雙向迴圈連結串列
構建雙向迴圈連結串列結點
DoubleLList_t[ *prev | data |*next ]
// 指的是雙向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 DoubleLinkedList
{
struct DoubleLinkedList *prev; // 直接前驅的指標域
DataType_t data; // 結點的資料域
struct DoubleLinkedList *next; // 直接後繼的指標域
} DoubleLList_t;
建立一個空連結串列（僅頭結點）
/**
* @name DoubleCirLList_Create
* @brief 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，頭結點前驅指標域和後繼指標域名均指向自己, 對連結串列進行初始化Head-->[*prev|data|*next]
* @param
* @return
* @retval Head 頭結點地址
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
DoubleLList_t *DoubleCirLList_Create(void)
{
// 1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
DoubleLList_t *Head = (DoubleLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleLList_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;
}
建立一個新結點
/**
* @name DoubleCirLList_NewNode
* @brief 建立新的結點，並對新結點進行初始化（直接前驅指標域+ 資料域 + 直接後繼指標域） [*prev|data|*next]
* @param data 要建立結點的元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval NULL 申請堆記憶體失敗
* @retval New 新結點地址
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note 新結點指標域初始化後預設指向自己
*/
DoubleLList_t *DoubleCirLList_NewNode(DataType_t data)
{
// 1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
DoubleLList_t *New = (DoubleLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleLList_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->prev = New;
New->data = data;
New->next = New;
return New;
}
插入資料
頭插
/**
* @name DoubleCirLList_HeadInsert
* @brief 在雙向迴圈連結串列的頭結點後插入
* @param Head 頭指標
* @param data 新元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_HeadInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
// 備份頭指標, 建立操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 1.建立新結點並對新結點進行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("Failed to create a node, 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,則直接插入到頭結點之後
if (Head->next == Head)
{
Head->next = New; // 讓頭結點的next指標指向新結點
return true;
}
Head->next->prev->next = New; // 首結點前驅為尾結點地址, 將尾結點連結新首結點
New->prev = Head->next->prev; // 將新結點前驅連結尾結點
New->next = Head->next; // 新首結點連結舊首結點
Head->next->prev = New; // 舊首結點連結新結點
Head->next = New; // 頭結點連結新首結點
return true;
}
中插
/**
* @name DoubleCirLList_DestInsert
* @brief 雙向迴圈連結串列中的指定元素後面插入新結點
* @param Head 頭指標
* @param dest 要查詢的結點
* @param data 要插入的資料
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_DestInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t dest, DataType_t data)
{
DoubleLList_t *Current = Head->next; // 操作指標 初始為指向首結點, 若為空連結串列則指向頭結點
// 1.建立新結點並對新結點進行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node , Failed to create a node\n");
return false;
}
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空,如果為空,則直接插入到頭結點之後
if (Head->next == Head)
{
Head->next = New; // 讓頭結點的next指標指向新結點
return true;
}
// 3.若雙向迴圈連結串列非空,需要讓尾結點的next指標指向新結點,新結點指向首結點
// 目標結點是首結點, 不再繼續查詢. 目標結點非首結點, 繼續向下查詢
while (Current->data != dest)
{
Current = Current->next; // 進入下一個結點
if ((Current->next == Head->next) && (Current->data != dest)) // 達到末尾 且 末尾不是目標
{
printf("The target doesn't exist! \n");
return false;
}
} // 找到目標結點, Current此時指向目標
if (Current->next == Head->next) // 目標結點是尾結點
{
New->next = Head->next; // 尾處理: 新結點直接後繼連結首結點
Head->next->prev = New; // 頭處理: 首結點直接前驅連結新結點
New->prev = Current; // 內部處理: 新結點直接前驅連結舊尾結點
Current->next = New; // 內部處理: 舊結點連結新尾結點
}
else // 目標結點是中間結點 或首結點
{
New->next = Current->next;
New->prev = Current;
Current->next->prev = New;
Current->next = New;
}
return true;
}
尾插
/**
* @name DoubleCirLList_TailInsert
* @brief 將新元素插入到尾結點後面
* @param Head 頭指標
* @param data 新元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_TailInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
DoubleLList_t *Phead = Head; // 備份頭結點地址,防止頭結點丟失
// 1.建立新結點並對新結點進行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node , Failed to create a node\n");
return false;
}
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空,如果為空,則直接插入到頭結點之後
if (Head->next == Head)
{
Head->next = New; // 讓頭結點的next指標指向新結點
return true;
}
// 3.如果雙向迴圈連結串列為非空,需要讓尾結點的next指標指向新結點,新結點指向首結點
New->next = Head->next; // 新結點連結首結點
New->prev = Head->next->prev; // 新結點連結尾結點
Head->next->prev->next = New; // 內部處理: 舊尾結點連結新尾結點
Head->next->prev = New; // 首結點連結新尾結點
return true;
}
刪除資料
頭刪
/**
* @name DoubleCirLList_HeadDel
* @brief 刪除首節點
* @param Head 頭指標
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_HeadDel(DoubleLList_t *Head)
{
// 1.建立操作指標
// 指向頭結點, 操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空連結串列,如果為空, 則退出
if (Head == Head->next)
{
printf("DoubleLList is Empty! \n");
return false;
}
// 3.判斷連結串列非空連結串列
// ①若只有首結點
if (Head->next == Head->next->next)
{
Head->next->prev = NULL; // 首結點指標域處理, 防止記憶體洩漏
Head->next->next = NULL;
free(Head->next); // 釋放首結點, 防止記憶體洩漏
Head->next = Head; // 頭結點指向自己, 表示迴圈
return true;
}
// ②若不止首結點
Head->next->prev->next = Head->next->next; // 尾結點直接後繼指標域連結新首結點
Current = Head->next; // 操作指標備份首結點地址
Head->next = Current->next; // 頭結點連結新首結點
Head->next->prev = Current->prev; // 新首結點直接前驅指標域連結尾結點
Current->prev = NULL;
Current->next = NULL;
free(Current); // 釋放首結點, 防止記憶體洩漏
return true;
}
中刪
/**
* @name DoubleCirLList_DestDel
* @brief 中刪, 刪除雙向迴圈連結串列某個元素結點
* @param Head 頭指標
* @param dest 要刪除的目標元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗, 未找到目標元素結點
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_DestDel(DoubleLList_t *Head, DataType_t dest)
{
// 1.建立操作指標
// 指向頭結點, 操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空連結串列,如果為空, 則退出
if (Head == Head->next)
{
printf("DoubleLList is Empty! \n");
return false;
}
// 3.若雙向迴圈連結串列非空
// 尋找目標結點
while (Current->data != dest)
{
Current = Current->next; // 進入下一個結點, 第一次從頭結點跳到尾結點
if ((Current->next == Head->next) && (Current->data != dest)) // 若尾結點不是目標結點
{
printf("The target doesn't exist! \n");
return false;
}
} // 找到目標結點, Current此時指向目標
// 目標結點是首結點
if (Current == Head->next)
{
// ①若連結串列只有首結點
if (Current->next == Head->next)
{
// 刪除首結點, 變成空連結串列
Head->next = Head;
} // ②若連結串列不止首節點
Head->next->prev->next = Current->next; // 更新尾結點指標域為新首結點地址
Current->next->prev = Head->next->prev; // 更新新首節點的前驅指標域連結尾結點
Head->next = Current->next; // 更新首結點連結新首結點
}
else if (Current->next == Head->next) // ③目標結點是尾結點
{
Current->prev->next = Head->next; // 新尾結點連結首結點, 行成迴圈
Head->next->prev = Current->prev;
}
else // ④目標結點是中間結點
{
Current->prev->next = Current->next;
Current->next->prev = Current->prev;
}
// 刪除目標結點
Current->prev = NULL;
Current->next = NULL;
free(Current); // 防止記憶體洩漏
return true;
}
尾刪
/**
* @name DoubleCirLList_TailDel
* @brief 刪除尾結點
* @param Head 頭指標
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗, 連結串列為空
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_TailDel(DoubleLList_t *Head)
{
// 1.建立操作指標
// 指向頭結點, 操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空連結串列,如果為空, 則退出
if (Head->next == Head)
{
printf("Error, Double Circular Linked List is empty! \n");
return false;
}
Current = Head->next->prev; // 備份尾結點
// 3.①若雙向迴圈連結串列非空
// 若連結串列只有首結點
if (Head->next == Head->next->next)
{
// 刪除首結點, 變成空連結串列
Head->next = Head;
// printf("只有首節點的值 %d \n", Head->next->data);
}
else if (Head->next != Head->next->next) // ②若首結點直接前驅不是自己， 則還有別的結點
{
// printf("不止只有首節點的值 %d \n", Head->next->data);
Head->next->prev = Current->prev; // 首結點直接前驅連結新尾結點
Current->prev->next = Head->next; // 新尾結點的直接後繼指標域連結首結點
}
}
查詢列印資料
遍歷列印
/**
* @name DoubleCirLList_Print
* @brief 從頭到尾遍歷連結串列
* @param Head 頭指標
* @return 無
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
void DoubleCirLList_Print(DoubleLList_t *Head)
{
// 判斷是否為空連結串列
if (Head->next == Head)
{
printf("The list is empty.\n");
return;
}
DoubleLList_t *Current = Head->next; // 指向首結點
printf("Double Circular Linked List: ");
while (Current->next) // 不斷向下檢查結點指標域
{
printf(" -> %d", Current->data); // 列印結點資料
if (Current->next == Head->next) // 結束條件: 達尾結點
{
break;
}
Current = Current->next; // 進入下一個結點
}
printf("\n"); // 重新整理行緩衝, 輸出緩衝區
}
測試
#include "DoubleCirLList.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
// 建立單向迴圈連結串列, 空連結串列
DoubleLList_t *Manager = DoubleCirLList_Create();
// 頭插法 向連結串列中插入新結點
printf("*********************************DoubleCirLList_HeadInsert********************************\n");
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 7);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 4);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 1);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 8);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 5);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 2);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 2 -> 5 -> 8 -> 1 -> 4 -> 7*/
// 中插法 向連結串列中插入新結點
printf("*********************************DoubleCirLList_DestInsert********************************\n");
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 7, 9);
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 4, 6);
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 2, 3);
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 5, 10);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 2 -> 3 -> 5 -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9*/
// 尾插法 向連結串列中插入新結點
printf("*********************************DoubleCirLList_TailInsert********************************\n");
DoubleCirLList_TailInsert(Manager, 13);
DoubleCirLList_TailInsert(Manager, 12);
DoubleCirLList_TailInsert(Manager, 11);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 2 -> 3 -> 5 -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12 -> 11*/
// 頭刪法 刪除首結點
printf("*********************************DoubleCirLList_HeadDel********************************\n");
DoubleCirLList_HeadDel(Manager);
DoubleCirLList_HeadDel(Manager);
DoubleCirLList_HeadDel(Manager);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12 -> 11*/
// 中刪法 刪除指定結點
printf("*********************************DoubleCirLList_DestDel********************************\n");
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 10);
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 1);
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 6);
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 11);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 8 -> 4 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12*/
// 尾刪法 刪除尾結點
printf("*********************************DoubleCirLList_TailDel********************************\n");
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 8 -> 4*/
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
/*Error, Double Circular Linked List is empty! */
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 66);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 66*/
// 等待使用者響應
printf("***Press any key to exit the test***\n");
getchar();
return 0;
}
測試結果:
*********************************DoubleCirLList_HeadInsert********************************
Double Circular Linked List: -> 2 -> 5 -> 8 -> 1 -> 4 -> 7
*********************************DoubleCirLList_DestInsert********************************
Double Circular Linked List: -> 2 -> 3 -> 5 -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9
*********************************DoubleCirLList_TailInsert********************************
Double Circular Linked List: -> 2 -> 3 -> 5 -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12 -> 11
*********************************DoubleCirLList_HeadDel********************************
Double Circular Linked List: -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12 -> 11
*********************************DoubleCirLList_DestDel********************************
Double Circular Linked List: -> 8 -> 4 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12
*********************************DoubleCirLList_TailDel********************************
Double Circular Linked List: -> 8 -> 4
Error, Double Circular Linked List is empty!
Double Circular Linked List: -> 66
***Press any key to exit the test***
完整程式碼
DoubleCirLList.h
#ifndef __DOUBLECIRLLIST_H // ifndef是(如果 沒有 定義 那麼) (__該標頭檔案的名稱)
#define __DOUBLECIRLLIST_H // #define是 進行定義
/**
* @file name : DoubleLinkedList.c
* @brief : 實現雙向迴圈連結串列的相關功能
* @author :RISE_AND_GRIND@163.com
* @date :2024/04/26
* @version :1.0
* @note :
* CopyRight (c) 2023-2024 RISE_AND_GRIND@163.com All Right Reseverd
*/
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
/**
* 宣告雙向迴圈連結串列的結點
*
* 雙向迴圈連結串列總結成公式
* struct xxx
* {
* //指標域(直接前驅的指標域)
* //資料域(需要存放什麼型別的資料,你就定義對應的變數即可)
* //指標域(直接後繼的指標域)
* };
* 雙向迴圈連結串列的基本操作:
* 初始化單向迴圈連結串列 √
* 插入資料 √
* 刪除資料 √
* 修改資料
* 查詢列印資料√
*/
// 指的是雙向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 DoubleLinkedList
{
struct DoubleLinkedList *prev; // 直接前驅的指標域
DataType_t data; // 結點的資料域
struct DoubleLinkedList *next; // 直接後繼的指標域
} DoubleLList_t;
/**
* @name DoubleCirLList_Create
* @brief 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，頭結點前驅指標域和後繼指標域名均指向自己, 對連結串列進行初始化Head-->[*prev|data|*next]
* @param
* @return
* @retval Head 頭結點地址
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
DoubleLList_t *DoubleCirLList_Create(void);
/**
* @name DoubleCirLList_NewNode
* @brief 建立新的結點，並對新結點進行初始化（直接前驅指標域+ 資料域 + 直接後繼指標域） [*prev|data|*next]
* @param data 要建立結點的元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval NULL 申請堆記憶體失敗
* @retval New 新結點地址
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note 新結點指標域初始化後預設指向自己
*/
DoubleLList_t *DoubleCirLList_NewNode(DataType_t data);
/**
* @name DoubleCirLList_HeadInsert
* @brief 在雙向迴圈連結串列的頭結點後插入
* @param Head 頭指標
* @param data 新元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_HeadInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data);
/**
* @name DoubleCirLList_DestInsert
* @brief 雙向迴圈連結串列中的指定元素後面插入新結點
* @param Head 頭指標
* @param dest 要查詢的結點
* @param data 要插入的資料
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_DestInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t dest, DataType_t data);
/**
* @name DoubleCirLList_TailInsert
* @brief 將新元素插入到尾結點後面
* @param Head 頭指標
* @param data 新元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_TailInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data);
/**
* @name DoubleCirLList_HeadDel
* @brief 刪除首節點
* @param Head 頭指標
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_HeadDel(DoubleLList_t *Head);
/**
* @name DoubleCirLList_DestDel
* @brief 中刪, 刪除雙向迴圈連結串列某個元素結點
* @param Head 頭指標
* @param dest 要刪除的目標元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗, 未找到目標元素結點
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_DestDel(DoubleLList_t *Head, DataType_t dest);
/**
* @name DoubleCirLList_TailDel
* @brief 刪除尾結點
* @param Head 頭指標
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗, 連結串列為空
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_TailDel(DoubleLList_t *Head);
/**
* @name DoubleCirLList_Print
* @brief 從頭到尾遍歷連結串列
* @param Head 頭指標
* @return 無
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
void DoubleCirLList_Print(DoubleLList_t *Head);
#endif
// 結束定義
DoubleCirLList.c
/**
* @file name : DoubleCirLList.c
* @brief : 實現雙向迴圈連結串列的相關功能
* @author :RISE_AND_GRIND@163.com
* @date :2024/04/26
* @version :1.0
* @note :
* CopyRight (c) 2023-2024 RISE_AND_GRIND@163.com All Right Reseverd
*/
#include "DoubleCirLList.h"
/**
* @name DoubleCirLList_Create
* @brief 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，頭結點前驅指標域和後繼指標域名均指向自己, 對連結串列進行初始化Head-->[*prev|data|*next]
* @param
* @return
* @retval Head 頭結點地址
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
DoubleLList_t *DoubleCirLList_Create(void)
{
// 1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
DoubleLList_t *Head = (DoubleLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleLList_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;
}
/**
* @name DoubleCirLList_NewNode
* @brief 建立新的結點，並對新結點進行初始化（直接前驅指標域+ 資料域 + 直接後繼指標域） [*prev|data|*next]
* @param data 要建立結點的元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval NULL 申請堆記憶體失敗
* @retval New 新結點地址
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note 新結點指標域初始化後預設指向自己
*/
DoubleLList_t *DoubleCirLList_NewNode(DataType_t data)
{
// 1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
DoubleLList_t *New = (DoubleLList_t *)calloc(1, sizeof(DoubleLList_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->prev = New;
New->data = data;
New->next = New;
return New;
}
/**
* @name DoubleCirLList_HeadInsert
* @brief 在雙向迴圈連結串列的頭結點後插入
* @param Head 頭指標
* @param data 新元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_HeadInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
// 備份頭指標, 建立操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 1.建立新結點並對新結點進行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("Failed to create a node, 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,則直接插入到頭結點之後
if (Head->next == Head)
{
Head->next = New; // 讓頭結點的next指標指向新結點
return true;
}
Head->next->prev->next = New; // 首結點前驅為尾結點地址, 將尾結點連結新首結點
New->prev = Head->next->prev; // 將新結點前驅連結尾結點
New->next = Head->next; // 新首結點連結舊首結點
Head->next->prev = New; // 舊首結點連結新結點
Head->next = New; // 頭結點連結新首結點
return true;
}
/**
* @name DoubleCirLList_DestInsert
* @brief 雙向迴圈連結串列中的指定元素後面插入新結點
* @param Head 頭指標
* @param dest 要查詢的結點
* @param data 要插入的資料
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_DestInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t dest, DataType_t data)
{
DoubleLList_t *Current = Head->next; // 操作指標 初始為指向首結點, 若為空連結串列則指向頭結點
// 1.建立新結點並對新結點進行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node , Failed to create a node\n");
return false;
}
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空,如果為空,則直接插入到頭結點之後
if (Head->next == Head)
{
Head->next = New; // 讓頭結點的next指標指向新結點
return true;
}
// 3.若雙向迴圈連結串列非空,需要讓尾結點的next指標指向新結點,新結點指向首結點
// 目標結點是首結點, 不再繼續查詢. 目標結點非首結點, 繼續向下查詢
while (Current->data != dest)
{
Current = Current->next; // 進入下一個結點
if ((Current->next == Head->next) && (Current->data != dest)) // 達到末尾 且 末尾不是目標
{
printf("The target doesn't exist! \n");
return false;
}
} // 找到目標結點, Current此時指向目標
if (Current->next == Head->next) // 目標結點是尾結點
{
New->next = Head->next; // 尾處理: 新結點直接後繼連結首結點
Head->next->prev = New; // 頭處理: 首結點直接前驅連結新結點
New->prev = Current; // 內部處理: 新結點直接前驅連結舊尾結點
Current->next = New; // 內部處理: 舊結點連結新尾結點
}
else // 目標結點是中間結點 或首結點
{
New->next = Current->next;
New->prev = Current;
Current->next->prev = New;
Current->next = New;
}
return true;
}
/**
* @name DoubleCirLList_TailInsert
* @brief 將新元素插入到尾結點後面
* @param Head 頭指標
* @param data 新元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 插入失敗
* @retval true 插入成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_TailInsert(DoubleLList_t *Head, DataType_t data)
{
DoubleLList_t *Phead = Head; // 備份頭結點地址,防止頭結點丟失
// 1.建立新結點並對新結點進行初始化
DoubleLList_t *New = DoubleCirLList_NewNode(data);
if (NULL == New)
{
printf("can not insert new node , Failed to create a node\n");
return false;
}
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空,如果為空,則直接插入到頭結點之後
if (Head->next == Head)
{
Head->next = New; // 讓頭結點的next指標指向新結點
return true;
}
// 3.如果雙向迴圈連結串列為非空,需要讓尾結點的next指標指向新結點,新結點指向首結點
New->next = Head->next; // 新結點連結首結點
New->prev = Head->next->prev; // 新結點連結尾結點
Head->next->prev->next = New; // 內部處理: 舊尾結點連結新尾結點
Head->next->prev = New; // 首結點連結新尾結點
return true;
}
/**
* @name DoubleCirLList_HeadDel
* @brief 刪除首節點
* @param Head 頭指標
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_HeadDel(DoubleLList_t *Head)
{
// 1.建立操作指標
// 指向頭結點, 操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空連結串列,如果為空, 則退出
if (Head == Head->next)
{
printf("DoubleLList is Empty! \n");
return false;
}
// 3.判斷連結串列非空連結串列
// ①若只有首結點
if (Head->next == Head->next->next)
{
Head->next->prev = NULL; // 首結點指標域處理, 防止記憶體洩漏
Head->next->next = NULL;
free(Head->next); // 釋放首結點, 防止記憶體洩漏
Head->next = Head; // 頭結點指向自己, 表示迴圈
return true;
}
// ②若不止首結點
Head->next->prev->next = Head->next->next; // 尾結點直接後繼指標域連結新首結點
Current = Head->next; // 操作指標備份首結點地址
Head->next = Current->next; // 頭結點連結新首結點
Head->next->prev = Current->prev; // 新首結點直接前驅指標域連結尾結點
Current->prev = NULL;
Current->next = NULL;
free(Current); // 釋放首結點, 防止記憶體洩漏
return true;
}
/**
* @name DoubleCirLList_DestDel
* @brief 中刪, 刪除雙向迴圈連結串列某個元素結點
* @param Head 頭指標
* @param dest 要刪除的目標元素
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗, 未找到目標元素結點
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_DestDel(DoubleLList_t *Head, DataType_t dest)
{
// 1.建立操作指標
// 指向頭結點, 操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空連結串列,如果為空, 則退出
if (Head == Head->next)
{
printf("DoubleLList is Empty! \n");
return false;
}
// 3.若雙向迴圈連結串列非空
// 尋找目標結點
while (Current->data != dest)
{
Current = Current->next; // 進入下一個結點, 第一次從頭結點跳到尾結點
if ((Current->next == Head->next) && (Current->data != dest)) // 若尾結點不是目標結點
{
printf("The target doesn't exist! \n");
return false;
}
} // 找到目標結點, Current此時指向目標
// 目標結點是首結點
if (Current == Head->next)
{
// ①若連結串列只有首結點
if (Current->next == Head->next)
{
// 刪除首結點, 變成空連結串列
Head->next = Head;
} // ②若連結串列不止首節點
Head->next->prev->next = Current->next; // 更新尾結點指標域為新首結點地址
Current->next->prev = Head->next->prev; // 更新新首節點的前驅指標域連結尾結點
Head->next = Current->next; // 更新首結點連結新首結點
}
else if (Current->next == Head->next) // ③目標結點是尾結點
{
Current->prev->next = Head->next; // 新尾結點連結首結點, 行成迴圈
Head->next->prev = Current->prev;
}
else // ④目標結點是中間結點
{
Current->prev->next = Current->next;
Current->next->prev = Current->prev;
}
// 刪除目標結點
Current->prev = NULL;
Current->next = NULL;
free(Current); // 防止記憶體洩漏
return true;
}
/**
* @name DoubleCirLList_TailDel
* @brief 刪除尾結點
* @param Head 頭指標
* @return 程式執行成功與否
* @retval false 刪除失敗, 連結串列為空
* @retval true 刪除成功
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
bool DoubleCirLList_TailDel(DoubleLList_t *Head)
{
// 1.建立操作指標
// 指向頭結點, 操作指標
DoubleLList_t *Current = Head;
// 2.判斷雙向迴圈連結串列是否為空連結串列,如果為空, 則退出
if (Head->next == Head)
{
printf("Error, Double Circular Linked List is empty! \n");
return false;
}
Current = Head->next->prev; // 備份尾結點
// 3.①若雙向迴圈連結串列非空
// 若連結串列只有首結點
if (Head->next == Head->next->next)
{
// 刪除首結點, 變成空連結串列
Head->next = Head;
// printf("只有首節點的值 %d \n", Head->next->data);
}
else if (Head->next != Head->next->next) // ②若首結點直接前驅不是自己， 則還有別的結點
{
// printf("不止只有首節點的值 %d \n", Head->next->data);
Head->next->prev = Current->prev; // 首結點直接前驅連結新尾結點
Current->prev->next = Head->next; // 新尾結點的直接後繼指標域連結首結點
}
}
/**
* @name DoubleCirLList_Print
* @brief 從頭到尾遍歷連結串列
* @param Head 頭指標
* @return 無
* @date 2024/04/26
* @version 1.0
* @note
*/
void DoubleCirLList_Print(DoubleLList_t *Head)
{
// 判斷是否為空連結串列
if (Head->next == Head)
{
printf("The list is empty.\n");
return;
}
DoubleLList_t *Current = Head->next; // 指向首結點
printf("Double Circular Linked List: ");
while (Current->next) // 不斷向下檢查結點指標域
{
printf(" -> %d", Current->data); // 列印結點資料
if (Current->next == Head->next) // 結束條件: 達尾結點
{
break;
}
Current = Current->next; // 進入下一個結點
}
printf("\n"); // 重新整理行緩衝, 輸出緩衝區
}
projecttesting.c
/**
* @file name : projecttesting.c
* @brief : 實現雙向迴圈連結串列的相關功能測試
* @author :RISE_AND_GRIND@163.com
* @date :2024/04/26
* @version :1.0
* @note :
* CopyRight (c) 2023-2024 RISE_AND_GRIND@163.com All Right Reseverd
*/
#include "DoubleCirLList.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{
// 建立單向迴圈連結串列, 空連結串列
DoubleLList_t *Manager = DoubleCirLList_Create();
// 頭插法 向連結串列中插入新結點
printf("*********************************DoubleCirLList_HeadInsert********************************\n");
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 7);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 4);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 1);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 8);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 5);
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 2);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 2 -> 5 -> 8 -> 1 -> 4 -> 7*/
// 中插法 向連結串列中插入新結點
printf("*********************************DoubleCirLList_DestInsert********************************\n");
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 7, 9);
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 4, 6);
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 2, 3);
DoubleCirLList_DestInsert(Manager, 5, 10);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 2 -> 3 -> 5 -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9*/
// 尾插法 向連結串列中插入新結點
printf("*********************************DoubleCirLList_TailInsert********************************\n");
DoubleCirLList_TailInsert(Manager, 13);
DoubleCirLList_TailInsert(Manager, 12);
DoubleCirLList_TailInsert(Manager, 11);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 2 -> 3 -> 5 -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12 -> 11*/
// 頭刪法 刪除首結點
printf("*********************************DoubleCirLList_HeadDel********************************\n");
DoubleCirLList_HeadDel(Manager);
DoubleCirLList_HeadDel(Manager);
DoubleCirLList_HeadDel(Manager);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 10 -> 8 -> 1 -> 4 -> 6 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12 -> 11*/
// 中刪法 刪除指定結點
printf("*********************************DoubleCirLList_DestDel********************************\n");
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 10);
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 1);
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 6);
DoubleCirLList_DestDel(Manager, 11);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 8 -> 4 -> 7 -> 9 -> 13 -> 12*/
// 尾刪法 刪除尾結點
printf("*********************************DoubleCirLList_TailDel********************************\n");
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 8 -> 4*/
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
DoubleCirLList_TailDel(Manager);
/*Error, Double Circular Linked List is empty! */
DoubleCirLList_HeadInsert(Manager, 66);
DoubleCirLList_Print(Manager);
/*Double Circular Linked List: -> 66*/
// 等待使用者響應
printf("***Press any key to exit the test***\n");
getchar();
return 0;
}