《数据结构》第十一篇、线性表中的链式存储结构--循环链表

头文字D.jpg

引言

链表还有一种常用的形式，那就是循环链表，看到循环两个字，相比都已经知道他是怎样的链表了吧，是的，他就是一种首尾相连的链表，这样的链表形成了一个环的形状。

什么是循环链表？

上文已经说了，循环链表是首尾相接的一种链表，他的尾结点的后继指针又指向链表的第一个结点，这样形成了一个环。对于循环链表，从表中的任何一个结点出发，都能找到其他所有的结点。
下图展示的就是一个单向的循环链表

单项循环链表.png

循环链表的形式有很多种，如双向循环链表，多重循环链表（将表中结点链在多个环上）等。
我们来看下多重循环链表的示意图：

多重循环链表.png

上面的多重循环链表中的14元素，他所在的结点既在左边的循环表中，也在右边的循环表中。
多重循环链表并不常用，本篇文章主要讲解单链的循环链表。

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循环链表既有单链表的优点又有双链表的优点，相对于单链表，双链表需要为每个结点增加部分存储空间从而保存前驱指针的信息，而循环链表无须增加存储空间，只是改变了尾节点中后继指针的指向，就使操作更加灵活多变。

需要注意的是，循环链表中没有NULL指针，涉及遍历操作时，其终止条件就不再是非循环链表中判别pNode->next是否为空了，而是判别他们是否等于某一指定指针，如头指针或尾指针等
我们用代码表示一下：

  //判断是否与头结点的指针指向相同，相同则表示已经遍历到最后的位置了
  if(pNode->next==pHead->next){
        ...  
  }

2、循环链表的实现

在单链表中，从一个已知结点触发，只能访问到该结点机器后继结点，无法找到该结点之前的其他结点。而在单循环链表中，从任一结点出发，都可以访问到表中的所有结点，这一优点使某些运算更容易实现。
由于单循环链表的创建、查找元素等基本操作相同，所以这里主要介绍插入、删除元素时与单链表的差别。

1、插入元素

在循环链表中插入元素，如果是插入到第一个位置，即头结点之后的位置，则稍微有点麻烦，因为这里需要处理3个指针，这3个指针分别是：

头结点中的指针

尾结点中的指针

插入元素的结点指针

我们看下面图来理解一下

插入第一个位置示意图1.png

插入第一个位置示意图2.png

我们看到，当我们把元素插入到第一个位置时，需要将插入结点分别于头结点、尾结点、原来的第一个元素结点相连接

这样一来，单循环链表的插入操作 比 单链表处理多了一个尾结点指针的处理。

在尾部插入元素时，也有所不同，p->next 不再指向NULL,而是指向head->next。

除此两处外，在其他位置插入元素，则与单链表处理相同。
我们来看下代码实现：

    int ClistInsert(pHead ph,int pos,int val){

          if(ph==NULL||pos<0||pos>ph->length)
           {
                  printf("插入元素时，参数传入有误!");
            }
            pNode pval=NULL;
            pval=(pNode)malloc(sizeof(struc Node));
            pval->data=val;
            //如果表为空，直接将结点插入到头结点之后，然后自己的next指向自己
            if(IsEmpty(ph)){
                    ph->next=pval;
                    pval->next=pval;
            }
            else{
                  //表不为空，则主要分为在头部插入和在其他部分插入
                  pNode pRear=ph->next;
                  if(pos==0){
                      //在0号位置插入，需要先找到尾结点
                      while(pRear->next!=ph->next){
                              pRear=pRear->next;//指针向后移动
                      }
                      //while结束之后 pRear指向尾结点
                      //此时再插入元素
                      pval->next=ph->next;
                      ph->next=pval;
                      pRear->next=pval;//注意，这三个步骤顺序不能更改
                      }
                else{
                        //说明不是从0的位置插入，这个时候只需要断开指针，重新指定指针即可
                        pNode pCur=ph->next;
                        for(int i=1;inext;
                          }
                        //循环结束时就是说明此时pCur指向要插入位置
                        pval->next=pCur->next;
                        pCur->next=pval;//指针断开又链接的过程

                        }
                  }
                  ph->length++;
                  return 1;
    }

ok，总结一下的话，就是：在插入新元素时，先判断链表是否为空，如果为空，则将元素插入到头结点后，然后将其指针指向自身；如果不为空，则根据插入的位置做出相应的操作。代码的注释应该能够帮助大家看懂了~~~

2、删除元素

在删除元素时，也要考虑删除的是否是头结点后的第一个结点，如果是，则需要将头结点和尾结点的指针指向待删除结点的后继结点:
如图所示

单循环链表删除元素1.png

单循环链表删除元素2.png

单循环链表删除元素后.png

如果是删除其他位置的元素，则和单链表处理方式相同，其代码实现如下：

pNode ClistDelete(pHead ph,int val){
        if(ph==NULL||ph->lenght==0){
        printf("参数传入有误！")；
        }
        //先找到链表的尾结点
        pNode pRear=ph->next;
        while(pRear!=ph->next){
           pRear=pRear->next;   
       }
        //查找要删除的元素
        pNode pval=ClistFind(ph,val);//ClistFind方法跟第七篇的单链表查找元素方法相同
        if(pval==NULL){
            return NULL;
        }
        if(pval==ph->next){
            ph->next=pval->next;
            //让尾结点指向要删除元素后边的结点
            pRear->next=pval->next;
        }else{
                    //找到pval的前驱结点
                  pNode pRe=ph->next;
                  for(int i=0;ilength;i++){
                      //这样pRe就是pval的前驱结点
                      if(val==pRe->data){
                             //更改指向就可以了
                              pRe->next=pval->next;
                              //返回删除的结点
                               return pval; 
                              }
                        //让指针后移
                        pRe=pRe->next;
                       }
                }
    //如果上方没有返回值，则返回空
    return NULL;
}  

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一句话总结

在循环链表中，处理插入和删除操作与单链表稍有不同之外，其他操作与单链表都是一样的。

大家加油哦~
多谢关注~~