单向循环链表

注意：

           在插入和删除的操作中，一定要把链表的头和尾拿出来单独分析！  由于链表在第一次完整连接后(比如下面程序中的PushBack函数)，每个节点在链表中的内存地址已经固定了下来，比如上图中，b里保存的指针始终就是指向c的next的地址，c中保存的指针始终就是指向d的next的地址，d中保存的指针始终是指向head的地址，所以即使在a，b间插入一个元素e，也不会影响b,c,d节点指针的指向。所以只要不是有关处理头尾元素的操作，都不需要从头到尾地把链表重新连接一遍！因为位置在第一次连接的时候就已经固定了！

//CircleList.h

#pragma once

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct Node
{
    int element;
    Node *next;
}Node;

typedef struct CircleList    //单向循环链表
{
    Node *head;
    int length;
}CircleList;

void InitList(CircleList *cir);    //创建循环链表

Node* GetPrev(CircleList *cir, Node* q);  //获取节点q前驱元素的指针

Node* GetBack(CircleList *cir, Node* q);  //获取节点q后继元素的指针

Node* BackElem(CircleList *cir);  //返回指向尾节点的指针

void PushBack(CircleList *cir, int elem);  //向链表尾部添加元素

void InsertElem(CircleList *cir, int position, int elem); //在position的前一个位置处插入元素

void DeleteElem(CircleList *cir, int position);  //删除position位置处的元素

void ClearList(CircleList *cir);   //清空循环链表

void PrintListFromFirst(CircleList *cir);   //从第一个元素开始遍历循环链表

void PrintListFromPosition(CircleList *cir, int position);  //从第position处的元素开始循环遍历整个链表

//CircleList.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "CircleList.h"

void InitList(CircleList *cir)    //创建循环链表
{
    cir->length = 0;
    cir->head = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    cir->head->next = NULL;
}

Node* GetPrev(CircleList *cir, Node* q)  //获取节点q前驱元素的指针
{
    if (cir->head->next == q)
    {
        printf("该节点没有前驱元素！
");
        return NULL;
    }
    Node *p = cir->head;
    for (int i = 1; i <= cir->length; ++i)
    {
        p = p->next;
        if (p->next == q)
            return p;
    }
}

Node* GetBack(CircleList *cir, Node* q)  //获取节点q后继元素的指针
{
    if (q == BackElem(cir))
    {
        printf("该节点没有后继元素！
");
        return NULL;
    }
    Node *p = cir->head;
    for (int i = 1; i <= cir->length; ++i)
    {
        p = p->next;
        if (q->next == p)
            return p;
    }
}

Node* BackElem(CircleList *cir)  //返回指向尾节点的指针
{
    Node *p = cir->head;
    if (cir->length == 0)
        return p;
    for (int i = 1; i <= cir->length; ++i)
        p = p->next;
    return p;
}

void PushBack(CircleList *cir, int elem)   //向链表尾部添加元素
{
    Node *NewNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    NewNode->element = elem;
    Node *p = BackElem(cir);
    p->next = NewNode;
    NewNode->next = cir->head->next;
    ++cir->length;
}

void InsertElem(CircleList *cir, int position, int elem) //在position的前一个位置处插入元素（head的position为0）
{
    if (position > cir->length + 1 || position < 1)
    {
        printf("插入失败！请在合理的范围内插入元素！
");
        return;
    }
    if (position == cir->length + 1 || position == 1)
    {
        Node *q = BackElem(cir);
        Node *NewNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
        NewNode->element = elem;
        q->next = NewNode;
        NewNode->next = cir->head->next;
        if (position == 1)
            cir->head->next = NewNode;
        ++cir->length;
        return;
    }
    Node *p = cir->head;
    for (int i = 1; i <= position - 1; ++i)
        p = p->next;   //获取position前一个位置处的指针p
    Node *NewNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    NewNode->element = elem;
    NewNode->next = p->next;
    p->next = NewNode;
    ++cir->length;
    return;
}


void DeleteElem(CircleList *cir, int position)  //删除position位置处的元素
{
    Node *p = cir->head;
    if (position == 1)
    {
        p = p->next;
        cir->head->next = p->next;
        Node *q = BackElem(cir);
        q->next = p->next;
        free(p);
        --cir->length;
        return;
    }
    if (position == cir->length)
    {
        Node *q = BackElem(cir);
        Node *p = GetPrev(cir, q);         //令p指向倒数第二个元素
        p->next = cir->head->next;
        free(q);
        --cir->length;
        return;
    }
    for (int i = 1; i <= position - 1; ++i)
        p = p->next;   //获取position前一个位置处的指针p
    Node *q = p->next;
    p->next = q->next;
    free(q);
    --cir->length;
    return;
}


void ClearList(CircleList *cir)   //清空循环链表
{
    int temp = cir->length;  //删除过程中cir->length时刻变化，所以应该先将其原始值保存下来
    for (int i = 1; i <= temp; ++i)
    {
        DeleteElem(cir, 1);        //删除temp次1号节点，即可把整个链表清空
    }                                //删除过程中length已经在一直自减，所以不需要添加额外的length自减语句
}

void PrintListFromFirst(CircleList *cir)   //从第一个元素开始遍历循环链表
{
    Node *p = cir->head;
    for (int i = 1; i <= cir->length; ++i)
    {
        p = p->next;
        printf("%d  ", p->element);
    }
}

void PrintListFromPosition(CircleList *cir, int position)  //从第position处的元素开始循环遍历整个链表
{
    Node *p = cir->head;
    for (int i = 1; i <= position; ++i)
        p = p->next;   //获取position位置处的指针p

    Node *org = p;     //用org记录p的原始位置，用于作为循环遍历的终止条件
    do
    {
        printf("%d ", p->element);
        p = p->next;
    } while (p != org);
}

//main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "CircleList.h"

int main()
{
    CircleList cir;
    InitList(&cir);
    PushBack(&cir, 1);
    PushBack(&cir, 2);
    PushBack(&cir, 3);
    PushBack(&cir, 4);
    PushBack(&cir, 5);
    PushBack(&cir, 6);
    PushBack(&cir, 7);
    PushBack(&cir, 8);
    InsertElem(&cir,5,777);

//  ClearList(&cir);
//  InsertElem(&cir, 5, 666);
//  DeleteElem(&cir,8);
    Node *p = cir.head -> next;
//  Node* p =BackElem(&cir);
    printf("%d
", p->element);
    Node *q = GetBack(&cir, p);
    printf("%d
", q->element);
    Node *q2 = GetPrev(&cir, q);
    printf("%d
", q2->element);
//  DeleteElem(&cir,7);
//  PrintListFromFirst(&cir);
//  PrintListFromPosition(&cir,8);
//  printf("%d", cir.length);

    return 0;
}