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循环链表的定义

• 循环链表的结点定义与单链表一致，只包含数据域（data）和指针域（next）。
• 定义：循环链表作为一种首尾相接的链表，其尾结点的后继指针又指向链表的第一个结点，形成一个闭环。
• 循环链表逻辑结构示意图

• 代码定义循环链表结点

class Node:"""定义循环链表结点类型"""def __init__(self, data):# 存储结点中的数据域self.data = data# 指向后继结点的指针域nextself.next = None

循环链表的初始化

• 初始化循环链表

class CLinkedList:"""循环链表的定义"""def __init__(self):"""循环链表的初始化"""# 声明头指针，将头结点的后继结点指向自己self.head = Node(None)self.head.next = self.head

• 判断循环链表是否为空

    def isEmpty(self):"""判断是否为空:return: true or false"""return self.head.next is self.head

• 求循环链表的长度

    def getLength(self):"""获取循环链表的长度:return: 当前循环链表中元素的个数"""# length用来计算循环链表的长度length = 0# 声明cur指针，用于遍历链表cur = self.head.next# 若cur没有指向自己，则表明未遍历完成while cur != self.head:length += 1cur = cur.nextreturn length

• 打印循环链表

    def display(self):"""遍历循环链表，进行展示:return:"""if self.isEmpty():print("当前循环链表为空！")returnprint("循环链表的元素为：", end='')# 遍历循环链表cur = self.head.nextwhile cur != self.head:print(cur.data, end='')cur = cur.nextprint()

循环链表的创建

• 使用尾插法实现循环链表的创建

• 核心思想：

  • 查找到链表的尾结点
  • 将尾结点的后继结点指针指向新结点
  • 将新结点的后继指针指向头结点

• 代码实现

    def append(self, data):"""建立循环链表:param data: 待插入的元素:return:"""# 查找尾结点rear = self.headwhile rear.next != self.head:rear = rear.next# 创建新结点newNode = Node(data)# 将尾结点的后继结点指针指向新结点rear.next = newNode# 将新结点的后继结点指针指向头结点newNode.next = self.head

循环链表的插入

• 核心思想
  • 声明指针pre与递增变量i变量循环链表，找到需插入位置的前一结点；
  • 创建新结点，将元素值赋予结点；
  • 将新结点的后继指针指向指针pre的后继结点;
  • 将第index个结点的后继指针指向新结点
• 插入示意图

• 代码实现

    def insert(self, index, data):"""在循环链表中任一位置插入元素:param index: 待插入的位置:param data: 待插入的元素值:return:"""i = 1# 声明指针pre，用于遍历循环链表pre = self.head.next# 遍历停止的条件，pre为空，或指向下标为index-1的结点while pre != self.head and i != index-1:pre = pre.nexti += 1# index非法if pre == self.head or i > self.getLength():raise IndexError("index 非法")# 创建新结点newNode = Node(data)# 将新结点的后继指针指向指针pre的后继结点newNode.next = pre.next# 将第index个结点的后继指针指向新结点pre.next = newNode

循环链表的删除

• 核心思想

  • 声明指针pre与递增变量i变量循环链表，找到需删除位置的前一结点；
  • 保留被删元素的值，再对结点进行删除；
  • 将pre的后继结点指向pre指针后继结点的后继结点；
  • 实现被删结点的断连。

• 删除示意图
  

• 代码实现

    def delete(self, index):"""在循环链表中任一位置删除元素:param index: 删除下标index的元素:return: 被删的元素值"""if self.isEmpty():raise IndexError("当前循环链表为空！")i = 1# 声明指针pre，用来遍历循环链表pre = self.head.next# 遍历停止的条件，pre为空，或指向下标为index-1的结点while pre != self.head and i != index - 1:pre = pre.nexti += 1# index非法if pre == self.head or i > self.getLength():raise IndexError("index 非法")# 获取被删元素的值data = pre.next.data# 将要删结点从循环链表中断开pre.next = pre.next.nextreturn data

循环链表总代码与调试

# 6.循环链表的实现
class Node:"""定义循环链表结点类型"""def __init__(self, data):# 存储结点中的数据域self.data = data# 指向后继结点的指针域nextself.next = Noneclass CLinkedList:"""循环链表的定义"""def __init__(self):"""循环链表的初始化"""# 声明头指针，将头结点的后继结点指向自己self.head = Node(None)self.head.next = self.headdef isEmpty(self):"""判断是否为空:return: true or false"""return self.head.next is self.headdef getLength(self):"""获取循环链表的长度:return: 当前循环链表中元素的个数"""# length用来计算循环链表的长度length = 0# 声明cur指针，用于遍历链表cur = self.head.next# 若cur没有指向自己，则表明未遍历完成while cur != self.head:length += 1cur = cur.nextreturn lengthdef display(self):"""遍历循环链表，进行展示:return:"""if self.isEmpty():print("当前循环链表为空！")returnprint("循环链表的元素为：", end='')# 遍历循环链表cur = self.head.nextwhile cur != self.head:print(cur.data, end='')cur = cur.nextprint()def append(self, data):"""建立循环链表:param data: 待插入的元素:return:"""# 查找尾结点rear = self.headwhile rear.next != self.head:rear = rear.next# 创建新结点newNode = Node(data)# 将尾结点的后继结点指针指向新结点rear.next = newNode# 将新结点的后继结点指针指向头结点newNode.next = self.headdef insert(self, index, data):"""在循环链表中任一位置插入元素:param index: 待插入的位置:param data: 待插入的元素值:return:"""i = 1# 声明指针pre，用于遍历循环链表pre = self.head.next# 遍历停止的条件，pre为空，或指向下标为index-1的结点while pre != self.head and i != index-1:pre = pre.nexti += 1# index非法if pre == self.head or i > self.getLength():raise IndexError("index 非法")# 创建新结点newNode = Node(data)# 将新结点的后继指针指向指针pre的后继结点newNode.next = pre.next# 将第index个结点的后继指针指向新结点pre.next = newNodedef delete(self, index):"""在循环链表中任一位置删除元素:param index: 删除下标index的元素:return: 被删的元素值"""if self.isEmpty():raise IndexError("当前循环链表为空！")i = 1# 声明指针pre，用来遍历循环链表pre = self.head.next# 遍历停止的条件，pre为空，或指向下标为index-1的结点while pre != self.head and i != index - 1:pre = pre.nexti += 1# index非法if pre == self.head or i > self.getLength():raise IndexError("index 非法")# 获取被删元素的值data = pre.next.data# 将要删结点从循环链表中断开pre.next = pre.next.nextreturn dataif __name__ == '__main__':print('PyCharm')# 循环链表调试# 1.初始化list = CLinkedList()list.display()# 2. 创建循环链表，尾插法for i in range(10):list.append(chr(ord('A') + i))print('尾插法结果:', end='')list.display()# 3.获取循环链表长度length = list.getLength()print('循环链表长度', length)# 4.在表中插入元素list.insert(2, 'Y')list.display()# 5.在表中删除元素data = list.delete(3)print('被删除元素值为:', data)list.display()

顺序表与链表的比较

• 空间上：顺序表存储空间静态分配；动态链表的存储空间为动态分配。
• 时间上：顺序表随机存取，链式表需从头指针开始取得。
• 插入删除上：顺序表平均需移动近一半元素；链式表只需修改指针。
• 操作上：顺序表的存储等操作较为简单，而链式表中指针的操作较为复杂，难操作。

链式存储方式的比较

• 带头结点的循环链表
  
• 带尾结点的循环链表