数据结构——线性表（循环链表）

一、循环链表定义

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

循环链表解决了一个很麻烦的问题。如何从当中一 个结点出发，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。

二、循环列表的基本操作

循环列表的操作原理和单链表相似。

1、循环链表创建

//创建循环链表
cirLinkList LinkList_create(){
    cirLinkList header = (cirLinkList)malloc(sizeof(Node));
    header->next = header;
    return header;
}

2、 循环链表 插入元素

//循环链表L中第i个元素位置插入e值
int cirLinklist_insert(cirLinkList head, int i, ElemType e) {
    cirLinkList p = head;
    int j = 0;
    while (p && j < i)
    {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if(!p || j > i+1)
    {
        return ERROR;
    }
    cirLinkList s = (cirLinkList)malloc(sizeof(cirLinkList));
    s->data = e;
    s->next = p->next;
    p->next = s;
 
    return OK;
}

3、循环链表删除元素

//循环链表L中删除第i个元素
int cirLinklist_del(cirLinkList list,int i)
{
    cirLinkList head = list;
    int j = 0;
    while(head && j < i)
    {
        head = head->next;
        j++;
    }
    if(!head || j > i)
    {
        return ERROR;
    }
    cirLinkList q;
    q = head->next;
    q->next = head->next->next;
    head->next = q->next;
    free(q);
    return OK;
}

4、循环链表 输出所有元素

//打印循环链表中所有的元素
void cirLinkList_print(cirLinkList list)
{
    cirLinkList head = list->next;
    while(head != list)
    {
        printf("%d ",head->data);
        head = head->next;
    }
    printf("\n");
}

5、输出循环链表中指定位置的元素

// //返回L中第i个数据元素的值
ElemType cirLinkList_getElem(cirLinkList list,int i){
    cirLinkList p = list->next;
    int j = 0;
    while(p && j < i)
    {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if(!p || j > i)
    {
        return ERROR;
    }
    return p->data;
}

6、销毁循环链表

//销毁循环链表
void cirLinkList_destroy(cirLinkList heard){
    if(heard == NULL)
    {
        return;
    }
    cirLinkList p = heard->next;
    cirLinkList q = NULL;
    while(p != heard)
    {
        q = p->next;
        free(p);
        p = q;
    }
    free(heard);
}

代码示例：

int main()
{
    cirLinkList list;
    list = LinkList_create();
    cirLinklist_insert(list,0,1);
    cirLinkList_print(list);
    cirLinklist_insert(list,0,2);
    cirLinkList_print(list);
    cirLinklist_insert(list,1,3);
    cirLinkList_print(list);
    cirLinklist_insert(list,1,4);
    cirLinkList_print(list);
    int data = cirLinkList_getElem(list,1);
    printf("%d \n",data);
    cirLinklist_del(list,1);
    cirLinkList_print(list);
    cirLinkList_destroy(list);
    return 0;
}

运行结果：

三、循环列表的适用范围

循环链表的优点在于可以实现循环访问和循环操作，适用于需要循环遍历的场景，比如游戏中的循环动作、循环播放音乐等。同时，循环链表也可以用于构建环形队列等数据结构。