一.引入
在单链表中我们是把结点遍历一遍后就结束了，为了使表处理更加方便灵活，我们希望通过任意一个结点出发都可以找到链表中的其它结点,因此我们引入了循环链表。
二.循环链表的定义
将单链表中终端结点的指针端由空指针改为头结点，就使整个单链表形成了一个环，这种头尾相接的单链表称为循环链表。
简单理解就是形成一个闭合的环，在环内寻找自己需要的结点。
三.单链表与循环链表对比
3.1图示对比
单链表：
循环链表：
3.2代码对比
单链表：
typedef struct Node{ //定义单链表结点类型
int data; //数据域，可以是别的各种数据类型
struct Node *next; //指针域
}LNode, *LinkList;
循环链表：
typedef int ELEMTYPE;
typedef struct Clist
{
ELEMTYPE data; //数据域 存放数据
struct Clist* next;
//指针域存放下一个节点的地址（尾结点的next保存头结点的地址）
}Clist, * PClist;
四.循环链表的操作
循环链表是单链表中扩展出来的结构，所以有很多的操作是和单链表相同的，如求长度，查找元素，获取一个元素，这里我们对循环链表进行初始化，创建，插入，删除，销毁的一系列操作。
4.1循环链表的初始化
单链表和循环链表初始化对比如下：
| 单链表 | 循环链表 |
|---|---|
| 数据域不处理 | 数据域不处理 |
| next域赋值为NULL | next域赋值为头结点自身的地址 |
代码如下：
void InitClist(struct Clist* plist)
{
//assert
//plist->data; // 数据域不处理
plist->next = plist;
}
4.2循环链表的建立
循环链表的建立是基于单链表所以也有头插和尾插两种方式。
4.2.1头插法建立循环链表
头插法建立循环链表的主要是这两行代码：
pnewnode->next=plist->next;
plist->next=pnewnode;
这里我们需要思考一下当链表为空时是否适用：这里明确告诉大家不管是否是空链表，这两行代码均可以使用，下面给大家用示意图表示一下；
不是空链：
是空链：
代码如下：
bool Insert_head(PClist plist, ELEMTYPE val)
{
//assert
//1.购买新节点
struct Clist* pnewnode = (struct Clist*)malloc(1 * sizeof(struct Clist));
assert(pnewnode != NULL);
pnewnode->data = val;//购买的新节点 处理完毕
//2.找到插入位置 （头插 不用找）
//3.插入
pnewnode->next = plist->next;
plist->next = pnewnode;
return true;
}
4.2.2尾插法建立循环链表
尾插法建立循环链表主要代码如下：
for(p=plist;p->next!=plist;p=p->next);
代码如下：
bool Insert_tail(PClist plist, ELEMTYPE val)
{
//assert
//1.购买新节点
struct Clist* pnewnode = (struct Clist*)malloc(1 * sizeof(struct Clist));
assert(pnewnode != NULL);
pnewnode->data = val;//购买的新节点 处理完毕
//2.找到插入位置(通过带前驱的for循环)
struct Clist* p = plist;
for (p; p->next != plist; p = p->next);
//此时 for循环执行结束 p指向尾结点
//3.插入
pnewnode->next = p->next;
p->next = pnewnode;
return true;
}
4.3循环链表的插入操作
与单向链表的插入不同，循环单链表插入时只能往表头节点的后面插入，由初始结构可知，想完成插入操作，必须先找到要插入位置的前一个节点，然后修改相应指针即可完成操作。
bool Insert_pos(PClist plist, int pos, ELEMTYPE val)
{
assert(plist != NULL);
assert(pos >= 0 && pos <= Get_length(plist));
//1.购买新节点
struct Clist* pnewnode = (struct Clist*)malloc(1 * sizeof(struct Clist));
assert(pnewnode != NULL);
pnewnode->data = val;//购买的新节点 处理完毕
//2.找到插入位置(通过带前驱的for循环)
struct Clist* p = plist;
for (int i = 0; i < pos; i++)
{
p = p->next;
}
//此时 for循环执行结束 p指向待插入的合适位置
//3.插入
pnewnode->next = p->next;
p->next = pnewnode;
return true;
}
4.4循环链表的删除操作
循环链表的删除操作相当于单链表的删除操作，主要分为以下三个步骤：
- 指针p指向待删除的结点；
- 指针q指向待删除结点的前一个结点；
- 跨越指向。
void Delete(list **pNode,int place) //删除操作
{
list *temp,*target;
int i;
temp=*pNode;
if(temp==NULL) //首先判断链表是否为空
{
printf("这是一个空指针 无法删除\n");
return;
}
if(place==1) //如果删除的是头节点
{ //应当特殊处理，找到尾节点，使尾节点的next指向头节点的下一个节点
// rear->next=(*head)->next;然后让新节点作为头节点，释放原来的头节点
for(target=*pNode;target->next!=*pNode;target=target->next);
temp=*pNode;
*pNode=(*pNode)->next;
target->next=*pNode;
free(temp);
}
else //删除其他节点
{ //首先找出尾节点
for(i=1,target=*pNode;target->next!=*pNode&&i!=place-1;target=target->next,i++);
if(target->next==*pNode) //判断要删除的位置是否大于链表长度，若大于链表长度，
//特殊处理直接删除尾节点
{
//找出尾节的前一个节点
for(target=*pNode;target->next->next!=*pNode;target=target->next);
temp=target->next; // 尾节点的前一个节点直接指向头节点 释放原来的尾节点
target->next=*pNode;
printf("数字太大删除尾巴\n");
free(temp);
}
else
{
temp=target->next;// 删除普通节点 找到要删除节点的前一个节点target，
//使target指向要删除节点的下一个节点 转存删除节点地址
target->next=temp->next; // 然后释放这个节点
free(temp);
}
}
}
4.5循环链表的销毁
循环链表这里有两种销毁方式：
4.5.1无限头删
void Destroy1(PClist plist)
{
//assert
while (plist->next != plist)
{
struct Clist* p = plist->next;
plist->next = p->next;
free(p);
}
plist->next = plist;
}
4.5.2两个指针变量
void Destroy2(PClist plist)
{
//assert
struct Clist* p = plist->next;
struct Clist* q = NULL;
plist->next = plist;
while (p != plist)
{
q = p->next;
free(p);
p = q;
}
}
4.6其他操作
循环链表还有查找值，判空，求链表长度，清空等一系列操作，这些操作与单链表那的操作基本相同，这里不进行详细赘述，在后面的完整代码中会写出来。
五.总结
循环链表相对于单链表来说会稍微复杂一点，主要思想还是和单链表差不多的，只不过是将链表的首位进行相连，但是正是因为首尾的相连，便于我们通过任意一个结点出发都可以找到链表中的其它结点。
六.全部代码
#include#include #include //循环链表里边很少出现NULL， nullptr //初始化 void InitClist(struct Clist* plist) { //assert //plist->data; // 数据域不处理 plist->next = plist; } //头插 bool Insert_head(PClist plist, ELEMTYPE val) { //assert //1.购买新节点 struct Clist* pnewnode = (struct Clist*)malloc(1 * sizeof(struct Clist)); assert(pnewnode != NULL); pnewnode->data = val;//购买的新节点 处理完毕 //2.找到插入位置 （头插 不用找） //3.插入 pnewnode->next = plist->next; plist->next = pnewnode; return true; } //尾插 bool Insert_tail(PClist plist, ELEMTYPE val) { //assert //1.购买新节点 struct Clist* pnewnode = (struct Clist*)malloc(1 * sizeof(struct Clist)); assert(pnewnode != NULL); pnewnode->data = val;//购买的新节点 处理完毕 //2.找到插入位置(通过带前驱的for循环) struct Clist* p = plist; for (p; p->next != plist; p = p->next); //此时 for循环执行结束 p指向尾结点 //3.插入 pnewnode->next = p->next; p->next = pnewnode; return true; } //按位置插 bool Insert_pos(PClist plist, int pos, ELEMTYPE val) { assert(plist != NULL); assert(pos >= 0 && pos <= Get_length(plist)); //1.购买新节点 struct Clist* pnewnode = (struct Clist*)malloc(1 * sizeof(struct Clist)); assert(pnewnode != NULL); pnewnode->data = val;//购买的新节点 处理完毕 //2.找到插入位置(通过带前驱的for循环) struct Clist* p = plist; for (int i = 0; i < pos; i++) { p = p->next; } //此时 for循环执行结束 p指向待插入的合适位置 //3.插入 pnewnode->next = p->next; p->next = pnewnode; return true; } //头删 bool Del_head(PClist plist) { //assert if (IsEmpty(plist))//不空 则至少存在一个有效值 { return false; } //1.指针p指向待删除节点 struct Clist* p = plist->next; //2.指针q指向待删除节点的前一个节点 //q 就是 头结点 这里就不再额外处理 //3.跨越指向 plist->next = p->next; free(p); return true; } //尾删 bool Del_tail(PClist plist) { //assert if (IsEmpty(plist))//不空 则至少存在一个有效值 { return false; } //1.指针p指向待删除节点(尾删的话，这里指向尾结点) struct Clist* p = plist; for (p; p->next != plist; p = p->next); //此时 for指向结束 代表着p指向尾结点 //2.指针q指向倒数第二个节点 struct Clist* q = plist; for (q; q->next != p; q = q->next); //此时 for指向结束 代表着q指向p的上一个节点 //3.跨越指向 q->next = p->next; free(p); return true; } //按位置删 bool Del_pos(PClist plist, int pos) { assert(plist != NULL); assert(pos >= 0 && pos < Get_length(plist)); if (IsEmpty(plist)) { return false; } //1.指针p指向待删除节点 //2.指针q指向待删除节点的上一个节点 //这里采用第二种方案找pq，先找q再找p struct Clist* q = plist; for (int i = 0; i < pos; i++) { q = q->next; } struct Clist* p = q->next; //3.跨越指向 q->next = p->next; free(p); return true; } //按值删除 bool Del_val(PClist plist, ELEMTYPE val) { //assert struct Clist* p = Search(plist, val); if (p == NULL) { return false; } struct Clist* q = plist; for (q; q->next != p; q = q->next); q->next = p->next; free(p); return true; } //查找(如果查找到，需要返回找到的这个节点的地址) struct Clist* Search(struct Clist* plist, ELEMTYPE val) { //assert for (struct Clist* p = plist->next; p != plist; p = p->next) { if (p->data == val) { return p; } } return NULL; } //判空 bool IsEmpty(PClist plist) { //assert return plist->next == plist; } //判满（循环链表不需要这个操作） //获取长度 /*指针p从头结点的下一个节点开始向后跑，如果p再次遇到了头结点， 证明p走了一圈回来了，这是有效节点肯定已经遍历结束*/ int Get_length(PClist plist) { //不带前驱的for循环 跑一遍就好 int count = 0; for (struct Clist* p = plist->next; p != plist; p = p->next) { count++; } return count; } //清空 void Clear(PClist plist) { //assert Destroy1(plist); } //销毁1(无限头删) void Destroy1(PClist plist) { //assert while (plist->next != plist) { struct Clist* p = plist->next; plist->next = p->next; free(p); } plist->next = plist; } //销毁2(要用到两个指针变量) void Destroy2(PClist plist) { //assert struct Clist* p = plist->next; struct Clist* q = NULL; plist->next = plist; while (p != plist) { q = p->next; free(p); p = q; } } //打印 void Show(struct Clist* plist) { //assert for (struct Clist* p = plist->next; p != plist; p = p->next) { printf("%d ", p->data); } printf("\n"); }
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