循环链表 |第一套(介绍和应用)

循环链表是一种特殊的链表，与普通链表不同的是，其尾结点指向头结点，形成了一个环形结构。循环链表可以减少许多操作在处理首尾结点时的特殊情况，同时也方便地处理循环或周期性的数据结构。

实现

在实现循环链表时，我们需要重写以下几个方法：

add

/**
 * 在链表尾部添加一个节点，并让其指向头节点
 * @param val 节点的值
 */
public void add(int val) {
    if (head == null) {
        head = new Node(val);
        head.next = head;
        return;
    }
    Node tail = head;
    while (tail.next != head) {
        tail = tail.next;
    }
    tail.next = new Node(val);
    tail.next.next = head;
}

get

/**
 * 获取第 index 个节点的值
 * @param index 索引
 * @return 对应节点的值
 */
public int get(int index) {
    if (head == null) {
        throw new IndexOutOfBoundsException();
    }
    Node p = head;
    for (int i = 0; i < index; i++) {
        p = p.next;
        if (p == head) {
            throw new IndexOutOfBoundsException();
        }
    }
    return p.val;
}

delete

/**
 * 删除第 index 个节点
 * @param index 索引
 * @return 是否删除成功
 */
public boolean delete(int index) {
    if (head == null) {
        return false;
    }
    if (index == 0) {
        if (head.next == head) {
            head = null;
        } else {
            head.val = head.next.val;
            head.next = head.next.next;
        }
        return true;
    }
    Node p = head;
    for (int i = 0; i < index - 1; i++) {
        p = p.next;
        if (p.next == head) {
            return false;
        }
    }
    p.next = p.next.next;
    return true;
}

应用

循环链表的应用包括但不限于以下领域：

• 存储循环数据：例如轮询、周报等数据，可以使用循环链表存储并轻松操作；
• 数据结构：队列、约瑟夫环等数据结构可以使用循环链表实现，方便操作首尾节点；
• 图论：循环链表可以用于表示带权无向图，每个节点存储和它相邻的节点和对应的权值。

总结

循环链表是一种非常实用的数据结构。在实现上，需要特别注意并处理好头结点和尾结点的关系；在应用上，可以涉及到很多场景，包括存储循环数据、实现队列和约瑟夫环，以及图论等领域。