单链表及基本操作(C语言)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /**
* 含头节点单链表定义及基本操作
*/ //基本操作函数用到的状态码
#define TRUE 1;
#define FALSE 0;
#define OK 1;
#define ERROR 0;
#define INFEASIBLE -1; //当不可行时
const int OVERFLOW = -2; //当溢出时 //Status是新定义的一种函数返回值类型,其值为int型,意义为函数结果 状态码
typedef int Status;
//定义一种 数据元素 类型,为表示方便,定义为char型
typedef char ElemType;
//单链表定义
typedef struct Lnode {
ElemType data; //数据域,这里是char类型变量
struct Lnode *next; //指针域,结构体类型指针
} Lnode, *LinkList;
/**
* 注:方式 Lnode* p 和 LinkList L 定义出的指针p、L类型等价,
* 但一般用前者定义指向元素节点的指针,用后者定义指向链表的指针
*/ //基本操作1:单链表初始化
Status InitList(LinkList *list) {
(*list)=(LinkList)malloc(sizeof(Lnode));
(*list)->next=NULL;
return OK;
} //基本操作2:判断单链表是否为空
int IsEmpty(LinkList list) {
if(list->next){
return FALSE;
} else {
return TRUE;
}
} //基本操作3:单链表销毁
Status DestroyList(LinkList *list) {
Lnode *p; //工作指针
while(*list){
p=(*list);
(*list)=(*list)->next;
free(p);
}
return OK;
} //基本操作4:单链表清空
Status ClearList(LinkList *list) {
Lnode *p,*q;
p=(*list)->next; //清空结点
while(p){
q=p->next;
p=NULL;
p=q;
} //清空头结点
(*list)->next=NULL;
return OK;
} //基本操作5:求单链表长
int GetLength(LinkList list){
Lnode *p;
int len=0;
p = list->next; //p先指向首元结点
while(p){
len++;
p=p->next;
}
return len;
} //基本操作6:根据结点索引i获取相应位置元素的内容
Status GetElem(LinkList list,int i,ElemType *elem) {
Lnode *p; //工作指针
int j=0; //计数器
p=list->next; //p指向第一个结点
while(p&&j<i){
p=p->next;
j++;
}
/**
*正常情况下此时:j=i(到达目标点,找到)或者p->NULL(到达表尾,仍未找到); 但若i<1,此时i<j=1,也未找到;
*/
if(!p||i<j) return ERROR;
*elem=p->data;
return OK;
} //基本操作7:查找与目标元素值相同的元素结点,返回元素地址 ,若不存在,返回NULL地址
Lnode* LocateElemAddress(LinkList list,ElemType elem) {
Lnode *p;
p=list->next;
while(p&&p->data!=elem){
p=p->next;
}
return p;
} //基本操作8:查找与目标元素值相同的元素结点,返回逻辑索引(1~n),若不存在,返回0
int LocateElemIndex(LinkList list,ElemType elem) {
Lnode *p;
int j=1;
p=list->next;
while(p&&p->data!=elem) {
j++;
p=p->next;
}
if(p) return j;
return 0;
} //基本操作9:插入新元素数据到指定位置。(i为逻辑位置)
Status ListInsert(LinkList *list,int i,ElemType elem){
if(i<1) return ERROR; //插入位置序号小于1
Lnode *p;
int j=0; //计数器
p=*list;
//先找到第i-1个结点
while(p&&j<i-1){
j++;
p=p->next;
}
//这里正常情况,j=i-1,p指向第i-1个结点;否则,j=表长+1,p->NULL if(!p) return ERROR; //构造新结点
Lnode *new_node;
new_node=(Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
new_node->data= elem;
//插入到链表
new_node->next=p->next;
p->next=new_node;
return OK;
} //基本操作10:删除链表第i个结点,被删除的结点数据保存在实参elem
Status ListDelete(LinkList *list,int i,ElemType *elem) {
Lnode *p,*q;
int j=0;
p=*list;
while(p->next&&j<i-1){
p=p->next;
j++;
}
if(!(p->next)||j>i-1) return ERROR; //删除位置不合理 q=p->next; //q指向被删除的结点 //连接链表
p->next=p->next->next; //或者:p->next=q->next; //保存删除结点的数据
*elem=q->data; //释放内存
free(q);
return OK;
} //基本操作11:头插法建立链表,假设我们的数据保存在ElemType类型的数组中(且头结点已建立)。
Status CreateList_H(LinkList *list,ElemType arrData[],int length) {
int j;
for(j=length-1;j>=0;j--){
//新建结点
Lnode *node;
node=(Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
node->data=arrData[j];
node->next=NULL;
//插入为1号结点
node->next=(*list)->next;
(*list)->next=node;
}
return OK;
} //基本操作12:尾插法建立链表。
Status CreateList_R(LinkList *list,ElemType arrData[],int length) {
int j;
Lnode *r; //尾指针
r=*list;
for(j=0;j<length;j++) {
Lnode *node;
node=(Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
node->data=arrData[j];
node->next=NULL; r->next=node; //node插入到表尾
r=node; //r指向尾结点
}
return OK;
} //基本操作13:链表元素遍历输出
Status ListTraverse(LinkList list) {
Lnode *p;
p=list;
int j=0;
printf("逻辑索引: 结点数据:\n");
while(p->next){
j++;
p=p->next;
printf(" %d %c\n",j,p->data);
}
return OK;
} int main(void){
//定义一个链表(用指针list1表示一个链表)
LinkList list1; //链表初始化
Status initResultCode=InitList(&list1);
printf("list1初始化结果:%d\n",initResultCode); //给链表添加结点 (下面将用函数实现:头插法、尾插法)
//结点初始化
Lnode *node1,*node2,*node3;
node1=(Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
node2=(Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
node3=(Lnode*)malloc(sizeof(Lnode));
node1->data='Y';
node2->data='C';
node3->data='L';
node1->next=NULL;
node2->next=NULL;
node3->next=NULL;
//结点连接
list1->next=node1;
node1->next=node2;
node2->next=node3;
node3->next=NULL;
//打印初始结点
printf("结点1的值:%c\n",list1->next->data);
printf("结点2的值:%c\n",list1->next->next->data);
printf("结点3的值:%c\n",list1->next->next->next->data); //为空?
/*
int isNull=IsEmpty(list1);
printf("为空?:%d\n",isNull);
*/ //销毁
/*
Status destroyResultCode = DestroyList(&list1);
printf("销毁结果状态码为:%d\n",destroyResultCode); //1
//测试
//printf("销毁后结点1的值:%c\n",list1->next->data); //Nothing
*/ //清空
/*
Status clearResultCode = ClearList(&list1);
//测试
printf("清空结果状态码为%d\n",clearResultCode); //1
//printf("清空后结点1的值:%c\n",list1->next->data); //Nothing
*/ //获得表长
/*
int listLength = GetLength(list1);
printf("表长:%d\n",listLength);
*/ //用 中间元素elemx 保存索引到的元素的值
/*
ElemType elemx;
Status getElemResult = GetElem(list1,3,&elemx);
printf("得到元素?:%d\n",getElemResult);
printf("得到元素值:%c\n",elemx);
*/ //查找元素结点,返回元素地址
/*
ElemType elemTarget1='L';
Lnode *address = LocateElemAddress(list1,elemTarget1);
printf("查找到元素的地址:0x%p\n",address);
*/ //查找元素结点,返回元素逻辑索引
/*
ElemType elemTarget2='L';
int index=LocateElemIndex(list1,elemTarget2);
printf("查找到元素的索引:%d\n",index);
*/ //插入
/*
ElemType elemInserted='T';
Status insertResultCode = ListInsert(&list1,2,elemInserted);
printf("插入结果状态码:%d\n",insertResultCode);
//遍历测试
ListTraverse(list1);
*/ //删除结点,保存到删除的数据
/*
ElemType deletedElem;
Status deleteResultCode=ListDelete(&list1,2,&deletedElem);
printf("删除结果状态码:%d\n",deleteResultCode);
printf("被删除结点的数据:%c\n",deletedElem);
//遍历测试
ListTraverse(list1);
*/ /**
* 链表的建立:头插法、尾插法。
*/
//产生数据并保存到数组
ElemType data1='A',data2='B',data3='C',data4='D',data5='E',data6='F';
ElemType waitInserted[]={
data1,
data2,
data3,
data4,
data5,
data6,
};
//获得数组长度
int arrLength=sizeof(waitInserted)/sizeof(waitInserted[0]); //头插法建立链表
/*
LinkList list2; //定义新链表
InitList(&list2); //链表初始化,建立头结点
//由数组数据建立链表
Status createListResult1 = CreateList_H(&list2,waitInserted,arrLength);
printf("建表结果状态码:%d\n",createListResult1);
//遍历测试
ListTraverse(list2);
*/ //尾插法建立链表
/*
LinkList list3; //定义新链表
InitList(&list3); //链表初始化,建立头结点
//由数组数据建立链表
Status createListResult2 = CreateList_R(&list3,waitInserted,arrLength);
printf("建表结果状态码:%d\n",createListResult2);
//遍历测试
ListTraverse(list3);
*/ printf("\nEND!");
return 0;
}
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