数据结构学习—循环链表的实现（非常详细）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#define ERROR 0
#define OK 1
typedef int EleType;
/*
循环链表的结构和单链表结构一样，不过对于单链表，每个结点只存储了向后的指针，
到了尾标志就停止了向后链的操作，这样知道某个结点却无法找到它的前驱结点。
将单链表中的终端点的指针由空指针改为指向头结点，就使整个单链表形成一个环，
这种头尾相接的单链表称为循环单链表，简称循环链表。
*/
typedef struct CLinkNode
{
EleType data;
struct CLinkNode *next;
}CLinkNode,*CLinkList;

/*
初始化循环链表
*/
int InitCLinkList(CLinkList *list)
{
if (list == NULL)
{
return ERROR;
}

int data = 0;
CLinkNode* target = NULL;
CLinkNode* head_node = NULL;
printf("请输入结点数据，0代表结束初始化:\n");
//这里采用用户控制台输入数据，你也可以随机生成数据进行初始化
while (1)
{
scanf("%d", &data);
//fflush(stdin);
if (data == 0)
{
//退出循环标志，用户输入0 表示结束输入数据
break;
}

/*
判断初始化的链表有没有结点
没有结点 先创建头结点 然后插入数据
有结点 将结点用尾插法插入到链表中
最后 尾结点的 指针域 指向头结点 这样形成一个环
*/
if (*list == NULL)
{
CLinkNode* head= (CLinkNode*)malloc(sizeof(CLinkNode));
//分配结点空间失败
if (head == NULL)
{
exit(0);
}

*list = head;//链表指向头结点

CLinkNode* node = (CLinkNode*)malloc(sizeof(CLinkNode));
if (node == NULL)
{
exit(0);
}
node->data = data;
node->next = head;
head->next = node;
}
else
{
//如果循环链表不为空 链尾部插入数据
//通过循环 找到尾结点，怎样判断是否是尾结点？当结点的指针域指向头结点时为尾结点，这样才能形成环嘛
//循环结束后target 指向尾结点
//for 循环下好好理解下！target初始化为第一个结点指针
for (target = (*list)->next; target->next != *list; target = target->next);
head_node = target->next;

CLinkNode* node = (CLinkNode*)malloc(sizeof(CLinkNode));
if (node == NULL)
{
exit(0);
}
node->data = data;
node->next = head_node;

target->next = node;//将新结点插入尾部
}

}
return OK;
}
/*
往链表指定位置插入数据
list 循环链表
loc 第loc位置插入元素，loc 从1 开始计数
data 插入元素的数据域
*/
int InsertCLinkNode(CLinkList list,int loc, EleType data)
{
if (list == NULL || loc < 1)
return ERROR;
/*
循环目的：找到第loc-1位置结点
*/
int i = 1;// 按人类的读法 i表示第i个位置 和 loc 表达意思一致
CLinkNode* node = list;//刚开始node指向头结点
while (node->next!=list && i < loc)
{
node = node->next;
i++;
}
/*
这里while循环比较难理解，我们拿 3个元素循环链表 来讲解
loc = 1 时 往第1个位置插入元素
不进入循环 node 指向头结点 i == loc == 1 插入合法

loc = 2 时
node 指向 第1个结点，i = 2 跳出循环

loc = 3 时
node 指向 第1个结点，i = 2 循环继续
node 指向 第2个结点，i = 3 跳出循环

loc = 4 时 注意：如果有3个元素 往第4位置插入元素 是合法！等于往链表尾部插入元素。
node 指向 第1个结点，i = 2 循环继续
node 指向 第2个结点，i = 3 循环继续
node 指向 第3个结点，i = 4 跳出继续

循环结束时 i==loc 才合法！ 此时node 指向 第 loc-1 位置的结点
将 新结点的指针域 指向 第loc-1位置的后继结点
将 第loc-1位置的指针域 指向 新结点，这样新结点就插入到 循环链表的 第loc位置了！
*/

/*
循环结束时 i==loc 才合法！ 此时node 指向 第 loc-1 位置的结点
将 新结点的指针域 指向 第loc-1位置的后继结点
将 第loc-1位置的指针域 指向 新结点，这样新结点就插入到 循环链表的 第loc位置了！
*/
if (i == loc)
{
CLinkNode* new_node = (CLinkNode*)malloc(sizeof(CLinkNode));
if (new_node == NULL)
{
exit(0);
}
new_node->data = data;
new_node->next = node->next;//新结点指针域 指向前驱结点的后继结点
node->next = new_node;//将新结点加入链表
}
else
{
return	ERROR;
}

return OK;
}
/*
删除指定结点，通过指针返回删除结点的数据
*/
int DelCLinkNode(CLinkList list,int loc, EleType* data)
{
if (list == NULL || loc < 1)
return ERROR;
/*
循环目的：找到第loc-1位置结点
*/
int i = 1;// 按人类的读法 i表示第i个位置 和 loc 表达意思一致
CLinkNode* node = list;//刚开始node指向头结点
while (node->next != list && i < loc)
{
node = node->next;
i++;
}
//循环结束 node 指向 loc-1 位置 且 node 不能为尾结点,为什么不能为尾结点？因为不能删除 位置上没有元素的结点！
if (i == loc && node->next != list)
{
CLinkNode* del_node = node->next;//第loc 位置结点
*data = del_node->data;//返回删除结点的数据域

node->next = del_node->next;// 删除结点的 前驱结点 指向删除结点的 后继结点，这样删除位置的结点就不在链表中了
free(del_node);//释放空间

}
return OK;
}
/*
展示循环链表元素
*/
int ShowCLinkList(CLinkList list)
{
if (list == NULL)
{
return ERROR;
}
CLinkNode* target = NULL;
printf("--------循环链表元素------\n");
for (target = list->next; target != list; target = target->next)
printf("%d \t",target->data);
printf("\n");
return OK;
}
/*
获取链表元素个数
*/
int LengthCLinkList(CLinkList list)
{
if (list == NULL)
{
return ERROR;
}
CLinkNode* target = NULL;
int length = 0;
for (target = list->next; target != list; target = target->next)
length++;
printf("循环链表元素个数:%d\n", length);
return OK;
}
/*
获取根据数据获取结点的位置
*/
int IndexCLinkList(CLinkList list,int data)
{
if (list == NULL)
{
return ERROR;
}
CLinkNode* target = NULL;
int length = 0;
int index = -1;
for (target = list->next; target != list; target = target->next)
{
length++;
if (target->data == data)
{
index = length;
}
}
if (index == -1)
{
printf("数据%d在循环链表中不存在\n", data);
}
else
{
printf("数据%d在第%d个位置\n", data, index);

}
return index;
}
/*
获取第i个结点的数据内容
*/
int IndexOfCLinkList(CLinkList list, int index)
{
if (list == NULL || index < 1)
{
return ERROR;
}
CLinkNode* target = NULL;
int length = 0;
int data = -1;
for (target = list->next; target != list; target = target->next)
{
length++;
if (length == index)
{
data = target->data;
}
}
if (index > length)
{
printf("第%d个位置结点不存在\n", index);
}
else
{
printf("第%d个位置的数据:%d\n", index,data);
}
return data;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int flag = 0;
CLinkList list = NULL;
while (1)
{
printf("===============循环链表功能菜单===========\n");
printf("===============1、初始化循环链表==========\n");
printf("===============2、插入元素================\n");
printf("===============3、删除元素================\n");
printf("===============4、展示元素================\n");
printf("===============5、循环链表元素个数========\n");
printf("===============6、根据数据查询结点位置====\n");
printf("===============7、根据位置查询结点数据====\n");
printf("===============0、退出菜单================\n");
scanf("%d", &flag);
//fflush(stdin);
if (flag == 0)
break;
if (flag == 1)
{
list = NULL;
InitCLinkList(&list);
ShowCLinkList(list);
}
else if(flag == 2)
{
int loc = 0;
int data = 0;
printf("请输入插入元素的位置和数据:\n");
scanf("%d", &loc);
scanf("%d", &data);
InsertCLinkNode(list, loc, data);
ShowCLinkList(list);
}
else if (flag == 3)
{
int loc = 0;
int data = 0;
printf("请输入删除元素的位置:\n");
scanf("%d", &loc);
DelCLinkNode(list, loc, &data);
ShowCLinkList(list);
}
else if (flag == 4)
{
ShowCLinkList(list);
}
else if (flag == 5)
{
LengthCLinkList(list);
}
else if (flag == 6)
{
int loc = 0;
printf("请输入查找元素的位置:\n");
scanf("%d", &loc);
IndexOfCLinkList(list,loc);
}
else if (flag == 7)
{
int data = 0;
printf("请输入查找元素的数据:\n");
scanf("%d", &data);
IndexCLinkList(list, data);
}
}
return 0;
}