一、什么是循环链表？

将单链表中终端结点的指针端自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单循环链表，简称循环链表(circular linked

list)。

相比单链表，循环链表解决了一个很麻烦的问题。即可以从任意一个结点出发，而不一定是要从头结点出发，就可访问到链表的全部结点。

为了使空链表与非空链表处理一致，我们通常设一个头结点，当然， 这并不是说，循环链表一定要头结点，这需要注意。 循环链表带有头结点的空链表如下图所示：

对于非空的循环链表就如下图所示：

其实循环链表和单链表的主要差异就在于循环的判断条件上，原本是判断 p->next 是否为空，现在则是 p-> next 不等于头结点，则循环未结束。

二、循环链表的基本操作

2.1 初始化链表操作

// 初始化链表操作

void initList(LinkList **pList) // 必须使用双重指针，一重指针申请会出错

{

*pList = (LinkList *)malloc(sizeof(Node));

if (!pList)

{

printf("malloc error!

");

return;

}

(*pList)->data = 0;

// 因为是循环链表，所以尾指针指向头节点

(*pList)->next = *pList;

}

循环链表的所有操作程序与单链表大致相同，只是修改了链表的结束判断条件，因为尾结点的 next 不再指向 NULL，而是指向头结点。

2.2 插入元素操作

// 插入元素操作

Status insertList(LinkList *pList, int i, const ElemType e)

{

Node *front; // 指向位置i所在的前一个结点

int j; // 计数器

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 只能在位置1以及后面插入，所以i至少为1

if (i < 1)

{

printf("i is invalid!

");

return FALSE;

}

// 找到i位置所在的前一个结点

front = pList;

if (i != 1) // 对i=1的情况特殊处理

{

front = pList->next; // 指向第2个结点的前一个结点，与j对应

for (int j = 2; j < i; j++) // j为计数器，赋值为2，对应front指向的下一个结点

{

front = front->next;

if (front == pList)

{

printf("dont find front!

");

return false;

}

}

}

// 创建一个空节点，存放要插入的新元素

Node *temp = (Node *)malloc(sizeof(Node));

if (!temp)

{

printf("malloc error!

");

return FALSE;

}

temp->data = e;

// 插入结点

temp->next = front->next;

front->next = temp;

return TRUE;

}

与单链表相比，找到 i 位置的前一个结点的结束判断更难处理，这里可以进一步改进。

2.3 删除元素操作

// 删除元素操作

Status deleteList(LinkList *pList, int i, ElemType *e)

{

Node *front; // 指向位置i所在的前一个结点

int j; // 计数器

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 只能删除位置1以及以后的结点

if (i < 1)

{

printf("i is invalid!

");

return FALSE;

}

// 找到i位置所在的前一个结点

front = pList;

if (i != 1) // 对i=1的情况特殊处理

{

front = pList->next; // 指向第2个结点的前一个结点，与j对应

for (int j = 2; j < i; j++) // j为计数器，赋值为2，对应front指向的下一个结点

{

front = front->next;

if (front->next == pList)

{

printf("dont find front!

");

return false;

}

}

}

// 提前保存要删除的结点

Node *temp = front->next;

*e = temp->data; // 将要删除结点的数据赋给e

// 删除结点

front->next = front->next->next;

// 销毁结点

free(temp);

temp = NULL;

return TRUE;

}

三、完整程序

#include

#include

#define TRUE 1

#define FALSE 0

typedef int Status; // Status是函数结果状态，成功返回TRUE,失败返回FALSE

typedef int ElemType;

typedef struct node

{

ElemType data;

struct node *next;

}Node, LinkList;

void initList(LinkList **pList); // 初始化链表操作

Status insertList(LinkList *pList, int i, const ElemType e); // 插入元素操作

Status deleteList(LinkList *pList, int i, ElemType *e); // 删除元素操作

Status getElem(LinkList *pList, int i, ElemType *e); // 获取元素操作

Status insertListHead(LinkList *pList, const ElemType e); // 头部后插入元素操作

Status insertListTail(LinkList *pList, const ElemType e); // 尾部后插入元素操作

Status clearList(LinkList *pList); // 清空链表操作

void traverseList(LinkList *pList); // 遍历链表操作

int getLength(LinkList *pList); // 获取链表长度操作

// 初始化链表操作

void initList(LinkList **pList) // 必须使用双重指针，一重指针申请会出错

{

*pList = (LinkList *)malloc(sizeof(Node));

if (!pList)

{

printf("malloc error!

");

return;

}

(*pList)->data = 0;

// 因为是循环链表，所以尾指针指向头节点

(*pList)->next = *pList;

}

// 插入元素操作

Status insertList(LinkList *pList, int i, const ElemType e)

{

Node *front; // 指向位置i所在的前一个结点

int j; // 计数器

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 只能在位置1以及后面插入，所以i至少为1

if (i < 1)

{

printf("i is invalid!

");

return FALSE;

}

// 找到i位置所在的前一个结点

front = pList;

if (i != 1) // 对i=1的情况特殊处理

{

front = pList->next; // 指向第2个结点的前一个结点，与j对应

for (int j = 2; j < i; j++) // j为计数器，赋值为2，对应front指向的下一个结点

{

front = front->next;

if (front == pList)

{

printf("dont find front!

");

return false;

}

}

}

// 创建一个空节点，存放要插入的新元素

Node *temp = (Node *)malloc(sizeof(Node));

if (!temp)

{

printf("malloc error!

");

return FALSE;

}

temp->data = e;

// 插入结点

temp->next = front->next;

front->next = temp;

return TRUE;

}

// 删除元素操作

Status deleteList(LinkList *pList, int i, ElemType *e)

{

Node *front; // 指向位置i所在的前一个结点

int j; // 计数器

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 只能删除位置1以及以后的结点

if (i < 1)

{

printf("i is invalid!

");

return FALSE;

}

// 找到i位置所在的前一个结点

front = pList;

if (i != 1) // 对i=1的情况特殊处理

{

front = pList->next; // 指向第2个结点的前一个结点，与j对应

for (int j = 2; j < i; j++) // j为计数器，赋值为2，对应front指向的下一个结点

{

front = front->next;

if (front->next == pList)

{

printf("dont find front!

");

return false;

}

}

}

// 提前保存要删除的结点

Node *temp = front->next;

*e = temp->data; // 将要删除结点的数据赋给e

// 删除结点

front->next = front->next->next;

// 销毁结点

free(temp);

temp = NULL;

return TRUE;

}

// 获取元素操作

Status getElem(LinkList *pList, int i, ElemType *e)

{

Node *cur;

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 只能获取位置1以及以后的元素

if (i < 1)

{

printf("i is invalid!

");

return FALSE;

}

// 找到i位置所在的结点

cur = pList->next; // 这里是让cur指向链表的第1个结点

int j = 1; // j为计数器，赋值为1，对应cur指向结点

while (cur != pList && j < i)

{

cur = cur->next;

j++;

}

// 未找到i位置所在的前一个结点

if (cur == pList)

{

printf("dont find front!

");

return FALSE;

}

// 取第i个结点的数据

*e = cur->data;

return TRUE;

}

// 头部后插入元素操作

Status insertListHead(LinkList *pList, const ElemType e)

{

Node *head;

Node *temp;

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 让head指向链表的头结点

head = pList;

// 创建存放插入元素的结点

temp = (Node *)malloc(sizeof(Node));

if (!temp)

{

printf("malloc error!

");

return FALSE;

}

temp->data = e;

// 头结点后插入结点

temp->next = head->next;

head->next = temp;

return TRUE;

}

// 尾部后插入元素操作

Status insertListTail(LinkList *pList, const ElemType e)

{

Node *cur;

Node *temp;

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

// 找到链表尾节点

cur = pList;

while (cur->next != pList)

{

cur = cur->next;

}

// 创建存放插入元素的结点

temp = (Node *)malloc(sizeof(Node));

if (!temp)

{

printf("malloc error!

");

return -1;

}

temp->data = e;

// 尾结点后插入结点

temp->next = cur->next;

cur->next = temp;

return TRUE;

}

// 清空链表操作

Status clearList(LinkList *pList)

{

Node *cur; // 当前结点

Node *temp; // 事先保存下一结点，防止释放当前结点后导致“掉链”

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return FALSE;

}

cur = pList->next; // 指向头结点后的第一个结点

while (cur != pList)

{

temp = cur->next; // 事先保存下一结点，防止释放当前结点后导致“掉链”

free(cur); // 释放当前结点

cur = NULL;

cur = temp; // 将下一结点赋给当前结点p

}

pList->next = NULL; // 头结点指针域指向空

return TRUE;

}

// 遍历链表操作

void traverseList(LinkList *pList)

{

// 判断链表是否存在

if (!pList)

{

printf("list not exist!

");

return;

}

Node *cur = pList->next;

while (cur != pList)

{

printf("%d ", cur->data);

cur = cur->next;

}

printf("

");

}

// 获取链表长度操作

int getLength(LinkList *pList)

{

Node *cur = pList;

int length = 0;

while (cur->next != pList)

{

cur = cur->next;

length++;

}

return length;

}

int main()

{

LinkList *pList;

// 初始化链表

initList(&pList);

printf("初始化链表!

");

// 尾部后插入结点

insertListTail(pList, 1);

printf("尾部后插入元素1

");

insertListTail(pList, 2);

printf("尾部后插入元素2

");

// 插入结点

insertList(pList, 1, 4);

printf("位置1插入元素4

");

// 删除结点

int val;

deleteList(pList, 3, &val);

printf("删除位置3的结点，删除结点的数据为： %d

", val);

printf("

");

// 遍历链表并显示元素操作

printf("遍历链表：");

traverseList(pList);

printf("

");

// 获得链表长度

printf("链表长度: %d

", getLength(pList));

// 销毁链表

clearList(pList);

printf("销毁链表

");

return 0;

}

参考：

《大话数据结构 - 第3章》 线性表