单向链表的表示与实现
单向链表（单链表）是链表的一种，其特点是链表的链接方向是单向的，对链表的访问要通过顺序读取从头部开始。
链表中最简单的一种是单向链表，它包含两个域，一个信息域和一个指针域。这个链接指向列表中的下一个节点，而最后一个节点则指向一个空值。
一个单向链表包含两个值: 当前节点的值和一个指向下一个节点的链接
一个单向链表的节点被分成两个部分。第一个部分保存或者显示关于节点的信息，第二个部分存储下一个节点的地址。单向链表只可向一个方向遍历。
链表最基本的结构是在每个节点保存数据和到下一个节点的地址，在最后一个节点保存一个特殊的结束标记，另外在一个固定的位置保存指向第一个节点的指 针，有的时候也会同时储存指向最后一个节点的指针。一般查找一个节点的时候需要从第一个节点开始每次访问下一个节点，一直访问到需要的位置。但是也可以提 前把一个节点的位置另外保存起来，然后直接访问。当然如果只是访问数据就没必要了，不如在链表上储存指向实际数据的指针。这样一般是为了访问链表中的下一 个或者前一个（需要储存反向的指针，见下面的双向链表）节点。
相对于下面的双向链表，这种普通的，每个节点只有一个指针的链表也叫单向链表，或者单链表，通常用在每次都只会按顺序遍历这个链表的时候（例如图的邻接表，通常都是按固定顺序访问的）。
实现：
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单循环链表的表示和实现
在一个 循环链表中, 首节点和末节点被连接在一起。这种方式在单向和双向链表中皆可实现。要转换一个循环链表，你开始于任意一个节点然后沿着列表的任一方向直到返回开始的节 点。再来看另一种方法，循环链表可以被视为“无头无尾”。这种列表很利于节约数据存储缓存， 假定你在一个列表中有一个对象并且希望所有其他对象迭代在一个非特殊的排列下。
指向整个列表的指针可以被称作访问指针。
用单向链表构建的循环链表
循环链表中第一个节点之前就是最后一个节点，反之亦然。循环链表的无边界使得在这样的链表上设计算法会比普通链表更加容易。对于新加入的节点应该是在第一个节点之前还是最后一个节点之后可以根据实际要求灵活处理，区别不大(详见下面实例代码)。当然，如果只会在最后插入数据（或者只会在之前），处理也是很容易的。
另外有一种模拟的循环链表，就是在访问到最后一个节点之后的时候，手工的跳转到第一个节点。访问到第一个节点之前的时候也一样。这样也可以实现循环链表的功能，在直接用循环链表比较麻烦或者可能会出现问题的时候可以用。
实现：
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双向链表的表示与实现
一种更复杂的链表是“双向链表”或“双面链表”。每个节点有两个连接：一个指向前一个节点，（当此“连接”为第一个“连接”时，指向空值或者空列表）；而另一个指向下一个节点，（当此“连接”为最后一个“连接”时，指向空值或者空列表）
一个双向链表有三个整数值: 数值, 向后的节点链接, 向前的节点链接
在一些低级语言中, XOR-linking 提供一种在双向链表中通过用一个词来表示两个链接（前后），我们通常不提倡这种做法。
双向链表也叫双链表。双向链表中不仅有指向后一个节点的指针，还有指向前一个节点的指针。这样可以从任何一个节点访问前一个节点，当然也可以访问后一个节点，以至整个链表。一般是在需要大批量的另外储存数据在链表中的位置的时候用。双向链表也可以配合下面的其他链表的扩展使用。
由于另外储存了指向链表内容的指针，并且可能会修改相邻的节点，有的时候第一个节点可能会被删除或者在之前添加一个新的节点。这时候就要修改指向首 个节点的指针。有一种方便的可以消除这种特殊情况的方法是在最后一个节点之后、第一个节点之前储存一个永远不会被删除或者移动的虚拟节点，形成一个下面说 的循环链表。这个虚拟节点之后的节点就是真正的第一个节点。这种情况通常可以用这个虚拟节点直接表示这个链表，对于把链表单独的存在数组里的情况，也可以 直接用这个数组表示链表并用第0个或者第-1个（如果编译器支持）节点固定的表示这个虚拟节点。
实现：
/* c2-4.h 线性表的双向链表存储结构 */ typedef struct DuLNode { ElemType data; struct DuLNode *prior,*next; }DuLNode,*DuLinkList; /* bo2-5.c 双链循环线性表(存储结构由c2-4.h定义)的基本操作(14个) */ Status InitList(DuLinkList *L) { /* 产生空的双向循环链表L */ *L=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); if(*L) { (*L)->next=(*L)->prior=*L; return OK; } else return OVERFLOW; } Status DestroyList(DuLinkList *L) { /* 操作结果：销毁双向循环链表L */ DuLinkList q,p=(*L)->next; /* p指向第一个结点 */ while(p!=*L) /* p没到表头 */ { q=p->next; free(p); p=q; } free(*L); *L=NULL; return OK; } Status ClearList(DuLinkList L) /* 不改变L */ { /* 初始条件：L已存在。操作结果：将L重置为空表 */ DuLinkList q,p=L->next; /* p指向第一个结点 */ while(p!=L) /* p没到表头 */ { q=p->next; free(p); p=q; } L->next=L->prior=L; /* 头结点的两个指针域均指向自身 */ return OK; } Status ListEmpty(DuLinkList L) { /* 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */ if(L->next==L&&L->prior==L) return TRUE; else return FALSE; } int ListLength(DuLinkList L) { /* 初始条件：L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */ int i=0; DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */ while(p!=L) /* p没到表头 */ { i++; p=p->next; } return i; } Status GetElem(DuLinkList L,int i,ElemType *e) { /* 当第i个元素存在时,其值赋给e并返回OK,否则返回ERROR */ int j=1; /* j为计数器 */ DuLinkList p=L->next; /* p指向第一个结点 */ while(p!=L&&j<i) /* 顺指针向后查找,直到p指向第i个元素或p指向头结点 */ { p=p->next; j++; } if(p==L||j>i) /* 第i个元素不存在 */ return ERROR; *e=p->data; /* 取第i个元素 */ return OK; } int LocateElem(DuLinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType)) { /* 初始条件：L已存在，compare()是数据元素判定函数 */ /* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。 */ /* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */ int i=0; DuLinkList p=L->next; /* p指向第1个元素 */ while(p!=L) { i++; if(compare(p->data,e)) /* 找到这样的数据元素 */ return i; p=p->next; } return 0; } Status PriorElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *pre_e) { /* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是第一个，则用pre_e返回它的前驱， */ /* 否则操作失败，pre_e无定义 */ DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */ while(p!=L) /* p没到表头 */ { if(p->data==cur_e) { *pre_e=p->prior->data; return TRUE; } p=p->next; } return FALSE; } Status NextElem(DuLinkList L,ElemType cur_e,ElemType *next_e) { /* 操作结果：若cur_e是L的数据元素，且不是最后一个，则用next_e返回它的后继， */ /* 否则操作失败，next_e无定义 */ DuLinkList p=L->next->next; /* p指向第2个元素 */ while(p!=L) /* p没到表头 */ { if(p->prior->data==cur_e) { *next_e=p->data; return TRUE; } p=p->next; } return FALSE; } DuLinkList GetElemP(DuLinkList L,int i) /* 另加 */ { /* 在双向链表L中返回第i个元素的位置指针(算法2.18、2.19要调用的函数) */ int j; DuLinkList p=L; for(j=1;j<=i;j++) p=p->next; return p; } Status ListInsert(DuLinkList L,int i,ElemType e) /* 改进算法2.18 */ { /* 在带头结点的双链循环线性表L中第i个位置之前插入元素e，i的合法值为1≤i≤表长+1 */ DuLinkList p,s; if(i<1||i>ListLength(L)+1) /* i值不合法 */ return ERROR; p=GetElemP(L,i-1); /* 在L中确定第i-1个元素的位置指针p */ if(!p) /* p=NULL,即第i-1个元素不存在 */ return ERROR; s=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode)); if(!s) return OVERFLOW; s->data=e; /* 在第i-1个元素之后插入 */ s->prior=p; s->next=p->next; p->next->prior=s; p->next=s; return OK; } Status ListDelete(DuLinkList L,int i,ElemType *e) /* 算法2.19 */ { /* 删除带头结点的双链循环线性表L的第i个元素,i的合法值为1≤i≤表长+1 */ DuLinkList p; if(i<1||i>ListLength(L)) /* i值不合法 */ return ERROR; p=GetElemP(L,i); /* 在L中确定第i个元素的位置指针p */ if(!p) /* p=NULL,即第i个元素不存在 */ return ERROR; *e=p->data; p->prior->next=p->next; p->next->prior=p->prior; free(p); return OK; } void ListTraverse(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType)) { /* 由双链循环线性表L的头结点出发,正序对每个数据元素调用函数visit() */ DuLinkList p=L->next; /* p指向头结点 */ while(p!=L) { visit(p->data); p=p->next; } printf("\n"); } void ListTraverseBack(DuLinkList L,void(*visit)(ElemType)) { /* 由双链循环线性表L的头结点出发,逆序对每个数据元素调用函数visit()。另加 */ DuLinkList p=L->prior; /* p指向尾结点 */ while(p!=L) { visit(p->data); p=p->prior; } printf("\n"); }
