数据结构与算法——线性表链式存储（单循环链表）

今天总结循环单链表

什么是单循环链表？

单链表终端结点的指针域是指向空的，如果将其指向头结点，这样就形成了一个环，那么这种首尾相接的环就够成了单循环链表.

单链表中我们都是用头指针来表示的，但是在单循环链表里，用尾指针（指向最后一个节点）。为什么要这样，因为如果用头指针，那么当查找最后一个元素的时候，就要循环遍历，时间复杂度为O(n)，如果用尾指针，时间复杂度为O(1)，而因为是循环的，所以头指针很容易表示出来即rear->next,时间复杂度也是O(1)

单循环链表中需要注意两点:

头指针使用rear->next表示的
判断某结点是否为尾结点条件是：rear->next==rear 而不是单链表中的p->next==NULL

图示(百度图片截取):



心得:在写链表这块的时候，由于指针有时会被绕，但我发现，一定要记住指针存放的就是地址，而这个地址通常表示的是一个结点。比如rear->next 代表的是头指针，而头指针里存放的地址是头结点的，也就是指向头结点，其实就代表了是头结点。指针这块需要好好的理解，揣摩，我是认为宁可慢一点，想明白了，也比快了，糊里糊涂的效果更好。

具体代码实现:

<span style="font-family:Courier New;font-size:14px;">#include <iostream>

using namespace std;
template <class T>
struct Node{
T data;
struct Node<T> *next; //指针域
};
template <class T>
class CLinkList {
public:
//初始化空的循环单链表
CLinkList() {
rear = new Node<T>;
rear->next = rear;
}
CLinkList(T a[],int n);  //初始化一个链表
~CLinkList();     //析构函数
int GetLength();  //获取单链表的长度
T  Get(int i);  //获取线性表第i个位置上的元素
int Locate(T x);  //查找线性表中值为x的元素 返回其位置
void Insert(int i,T x); //将元素x插入到位置i上
T Delete(int i); //删除位置i上的元素 并将删除元素返回
void PrintLinkList(); //循环遍历循环单链表中的各个元素

private:
Node<T> *rear;   //尾指针
};

/**
尾插法 用数组元素初始化循环单链表
思路:
1.新建一头结点，尾指针指向此头结点
2.将头结点地址赋值给头结点指针域 即构成了一个空的单循环链表
3.for循环 开始插入节点。
3.1新建一个结点，将数组元素赋值给结点的数据域
3.2使新建结点的指针域指向头结点的指针域 形成循环
3.3将当前结点指向新建结点
3.4尾指针向后移一位
*/
template <class T>
CLinkList<T>::CLinkList(T a[],int n) {
rear = new Node<T>;
rear->next = rear;
//采用尾插法
for(int i=0;i<n;i++) {
Node<T> *s= new Node<T>;
s->data = a[i];
s->next = rear->next ;
rear->next = s;
rear = rear->next; //尾指针向后移
}
}
template <class T>
int CLinkList<T>::GetLength() {
int count = 0; //计数器
Node<T> *p = rear->next;
while(p!=rear) {
count++;
p = p->next;
}
return count;
}

/**
析构函数 用来释放结点
*/
template <class T>
CLinkList<T>::~CLinkList() {
Node<T> *p = rear->next; //初始化工作指针
Node<T> *q;  //临时结点
while(p!=rear) {
q = p;
p = p->next;
delete q;
}
}

template <class T>
T CLinkList<T>::Get(int i) {
if(i>GetLength()||i<1) return -1; //判断查找的位置是否是合理的
Node<T> *p = rear->next;
for(int j=0;j<i;j++) {
p = p->next;     //得到位置i的节点
}
return p->data;
}

template <class T>
int CLinkList<T>::Locate(T x) {
Node<T> *p = rear->next;
int j=0;
while(p!=rear) {
if(p->data==x) return j;
j++;
p = p->next;
}
return -1;
}

template<class T>
void CLinkList<T>::Insert(int i,T x) {
Node<T> *p = rear->next;
//获取前一个结点
for(int j=0;j<i-1;j++) {
p = p->next;
}
Node<T> *s = new Node<T>;
s->data = x;
s->next = p->next;
p->next = s;

}

template <class T>
void CLinkList<T>::PrintLinkList() {
Node<T> *p = rear->next;  //这里是头结点
for(int i=0;i<GetLength();i++) {
cout<<p->next->data<<" "; //下一个节点的数据域
p = p->next;
}
cout<<endl;
}

template<class T>
T CLinkList<T>::Delete(int i) {
Node<T> *p = rear->next;
for(int j=0;j<i-1;j++) {
p = p->next;
}
Node<T> *q = p->next; //要删除的结点
p->next = q->next;
T x = q->data;
delete q;
return x;
}

int main()
{
int a[6] = {2,4,6,1,7,9};
CLinkList<int> list(a,6);
cout<<"遍历单链表的元素"<<endl;
list.PrintLinkList();
cout<<"循环单链表的长度:"<<endl;
cout<<list.GetLength()<<endl;
cout<<"获取位置2的元素:"<<endl;
cout<<list.Get(2)<<endl;
cout<<"获取元素6所在的位置"<<endl;
cout<<list.Locate(2)<<endl;
cout<<"插入元素8到位置3"<<endl;
list.Insert(3,8);
list.PrintLinkList();
cout<<"栓出位置4上的元素"<<endl;
list.Delete(4);
list.PrintLinkList();
return 0;
}
</span>

结果: