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双向循环链表及创建(C语言)详解

我们知道,单链表通过首尾连接可以构成单向循环链表,如 1 所示:

单向循环链表示意图
图 1 单向循环链表示意图

同样,双向链表也可以进行首尾连接,构成双向循环链表。如图 2 所示:

双向循环链表示意图
图 2 双向循环链表示意图

当问题中涉及到需要 "循环往复" 地遍历表中数据时,就需要使用双向循环链表。例如,前面章节我们对约瑟夫环问题进行了研究,其实约瑟夫环问题有多种玩法,每次顺时针报数后,下一轮可以逆时针报数,然后再顺时针......一直到剩下最后一个人。解决这个问题就需要使用双向循环链表结构。

双向循环链表的创建

创建双向循环链表,只需在创建完成双向链表的基础上,将其首尾节点进行双向连接即可。

C 语言实现代码如下:
//创建双向循环链表
line* initLine(line * head){
    head=(line*)malloc(sizeof(line));
    head->prior=NULL;
    head->next=NULL;
    head->data=1;
    line * list=head;
    for (int i=2; i<=3; i++) {
        line * body=(line*)malloc(sizeof(line));
        body->prior=NULL;
        body->next=NULL;
        body->data=i;

        list->next=body;
        body->prior=list;
        list=list->next;
    }
    //通过以上代码,已经创建好双线链表,接下来将链表的首尾节点进行双向连接
    list->next=head;
    head->prior=list;
    return head;
}

通过向 main 函数中调用 initLine 函数,就可以成功创建一个存储有 {1,2,3} 数据的双向循环链表,其完整的 C 语言实现代码为:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct line{
    struct line * prior;
    int data;
    struct line * next;
}line;

line* initLine(line * head);
void display(line * head);
int main() {
    line * head=NULL;
    head=initLine(head);
    display(head);
    return 0;
}
//创建双向循环链表
line* initLine(line * head){
    head=(line*)malloc(sizeof(line));
    head->prior=NULL;
    head->next=NULL;
    head->data=1;
    line * list=head;
    for (int i=2; i<=3; i++) {
        line * body=(line*)malloc(sizeof(line));
        body->prior=NULL;
        body->next=NULL;
        body->data=i;

        list->next=body;
        body->prior=list;
        list=list->next;
    }
    //通过以上代码,已经创建好双线链表,接下来将链表的首尾节点进行双向连接
    list->next=head;
    head->prior=list;
    return head;
}

//输出链表的功能函数
void display(line * head){
    line * temp=head;
    //由于是循环链表,所以当遍历指针temp指向的下一个节点是head时,证明此时已经循环至链表的最后一个节点
    while (temp->next!=head) {
        if (temp->next==NULL) {
            printf("%d\n",temp->data);
        }else{
            printf("%d->",temp->data);
        }
        temp=temp->next;
    }
    //输出循环链表中最后一个节点的值
    printf("%d",temp->data);
}
程序输出结果如下:

1->2->3