【数据结构与算法】(二) c 语言链表的简单操作

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//  main.c
//  testLink
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#include <stdio.h>
#include <malloc/malloc.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

typedef struct Node {
    int date;            // 数据域
    struct Node * pNext; // 指针域
}NODE, * PNODE;

PNODE create_list(void);       // 创建一个链表
void traverse_link(PNODE);     // 遍历链表
bool is_empty(PNODE pHead);
int length_list(PNODE);
bool insert_list(PNODE, int, int);
bool delete_list(PNODE, int, int *);
void sort_list(PNODE);

int main(int argc, const char * argv[])
{
    int val;  // 存放删除节点的值

    PNODE pHead = NULL;
    pHead = create_list();
    printf("创建好的链表: ");
    traverse_link(pHead);

    bool isEmpty = is_empty(pHead);
    printf("链表是否为空 = %d\n", isEmpty);

    int length = length_list(pHead);
    printf("链表的节点数 = %d\n", length);

    insert_list(pHead, 3, 99);
    printf("在第 3 个节点插入 99: ");
    traverse_link(pHead);

    delete_list(pHead, 4, &val);
    printf("删除第 4 个节点: ");
    traverse_link(pHead);
    printf("删除了 = %d\n", val);

    sort_list(pHead);
    printf("降序: ");
    traverse_link(pHead);

    return 0;
}

PNODE create_list()
{
    int len;    // 节点个数
    int value;  // 暂时存放节点的值

    PNODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    if (NULL == pHead)
    {
        printf("分配失败。程序终止!\n");
        exit(-1);
    }
    PNODE pTail = pHead;
    pTail->pNext = NULL;

    printf("请输入创建链表节点的个数: ");
    scanf("%d", &len);

    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        printf("请输入第%d个节点值: ", i+1);
        scanf("%d", &value);
        PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
        if (NULL == pNew)
        {
            printf("分配失败，程序终止!\n");
            exit(-1);
        }
        pNew->date = value;

        pTail->pNext = pNew;
        pNew->pNext = NULL;
        pTail = pNew;
    }
    return pHead;
}

void traverse_link(PNODE pHead)
{
    PNODE p = pHead->pNext;
    while (NULL != p)
    {
        printf("%d ", p->date);
        p = p->pNext;
    }
    printf("\n");
}

bool is_empty(PNODE pHead) {
    if (NULL == pHead->pNext) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

int length_list(PNODE pHead) {
    int len = 0;
    PNODE p = pHead->pNext;
    while (NULL != p) {
        len++;
        p = p->pNext;
    }
    return len;
}

bool insert_list(PNODE pHead, int pos, int value) {
//    if (pos > length_list(pHead) || pos <= 0) {
//        return false;
//    }
//    PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
//    if (NULL == pNew) {
//        printf("分配失败。程序终止!\n");
//        exit(-1);
//    }
//    pNew->date = value;
//
//    PNODE p = pHead->pNext;
//    for (int i = 1; i < pos - 1; i++) {
//        p = p->pNext;
//    }
//
//    PNODE q = p->pNext;
//    p->pNext = pNew;
//    pNew->pNext = q;
//    return true;

    // 一种更高效的实现方式
    PNODE p = pHead;
    int i = 0;
    while (p != NULL && i < pos - 1) {
        p = p->pNext;
        i++;
    }
    if (p == NULL || i > pos - 1) {
        return false;
    }

    PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    if (NULL == pNew) {
        printf("分配失败，程序终止!\n");
        exit(-1);
    }
    pNew->date = value;

    PNODE q = p->pNext;
    p->pNext = pNew;
    pNew->pNext = q;
    return true;
}

bool delete_list(PNODE pHead, int pos, int * pValue) {
//    if (pos > length_list(pHead) || pos <= 0) {
//        return false;
//    }
//    PNODE p = pHead->pNext;
//    for (int i = 1; i < pos - 1; i++) {
//        p = p->pNext;
//    }
//
//    PNODE q = p->pNext;
//    *pValue = q->date;
//    p->pNext = p->pNext->pNext;
//    free(q);
//    q = NULL;
//    return true;

    // 一种更高效的实现方式
    PNODE p = pHead;
    int i = 0;
    while (NULL != p->pNext && i < pos - 1) {
        p = p->pNext;
        i++;
    }
    if (NULL == p->pNext || i > pos - 1) {
        return false;
    }

    PNODE q = p->pNext;
    *pValue = q->date;
    p->pNext = p->pNext->pNext;
    free(q);   // 记得释放 q 所指向的结构体
    q = NULL;  // 并把 q 指针指向 NULL
    return true;
}

void sort_list(PNODE pHead) {
    int i,j,temp,len;
    PNODE p,q;

//    int a[7] = {2,5,3,1,7,4,9};
//    len = 7;
//    for (i = 0; i < len - 1; i ++) {
//        for (j = i + 1; j < len; j++) {
//            if (a[i] < a[j]) {
//                temp = a[i];
//                a[i] = a[j];
//                a[j] = temp;
//            }
//        }
//    }
//    // 打印输出
//    for (int i = 0; i < 7; i ++) {
//        printf("%d ", a[i]);
//    }
//    printf("\n");

    // 仿照数组的排序来实现链表的排序
    len = length_list(pHead);
    for (i = 0, p = pHead->pNext; i < len - 1; i++,p = p->pNext) {
        for (j = i + 1, q = p->pNext; j < len; j++, q = q->pNext) {
            if (p->date < q->date) {
                temp = p->date;
                p->date = q->date;
                q->date = temp;
            }
        }
    }
}

输出结果：

请输入创建链表节点的个数: 5
请输入第1个节点值: 1
请输入第2个节点值: 2
请输入第3个节点值: 3
请输入第4个节点值: 4
请输入第5个节点值: 5
创建好的链表: 1 2 3 4 5
链表是否为空 = 0
链表的节点数 = 5
在第 3 个节点插入 99: 1 2 99 3 4 5
删除第 4 个节点: 1 2 99 4 5
删除了 = 3
降序: 99 5 4 2 1
Program ended with exit code: 0