数据结构算法C语言实现（五）---2.3重新定义线性链表及其基本操作
一.简述
...由于链表在空间的合理利用上和插入、删除时不需要移动等的优点，因此在很多场合下，它是线性表的首选存储结构。然而，它也存在着实现某些基本操作，如求线性表的长度时不如顺序存储结构的缺点；另一方面，由于在链表中，结点之间的关系用指针来表示，则数据元素在线性表中的“位序”的概念已经淡化，而被数据元素在线性链表中的“位置”所代替。为此，从实际应用的角度重新定义线性链表及其基本操作。....（Page37）
此外，书上一些地方我认为存在错误，所以写代码时做了修改和注释。并且，由于一些基本操作书中没有具体使用的实例，所以我只实现了算法2.20和算法2.21中出现的基本操作，其他操作会在需要的时候 再做实现。
二.头文件
//LinkList.h
/**
《数据结构（C语言版）》 Page 37
....为此，从实际应用角度出发重新定义线性链表及其基本操作....
*/
/**
author:zhaoyu
email:zhaoyu1995.com@gmail.com
date:2016-6-4
note:realize my textbook <<数据结构（C语言版）>>
*/
#ifndef _LINKLIST_H_
#define _LINKLIST_H_
#include "head.h"
#include <cstdlib>
#define ElemType int
typedef struct LNode{
ElemType data;
struct LNode *next;
}*Link, *Position;
typedef struct{//链表类型
Link head, tail;//分别指向线性链表中的头结点和最后一个结点
int len;//指示线性链表中数据元素的个数
}LinkList;
Status MakeNode(Link &p, ElemType e)
{
//分配由 p 指向的值为 e 的结点，并返回 OK；若分配失败，则返回 ERROR
p = (Link)malloc(sizeof(struct LNode));
if (!p)
{
return ERROR;
}
p->data = e;
p->next = NULL;
return OK;
}
Status FreeNode(Link &p)
{
//释放 p 所指节点
p = NULL;//便于回收???释放后再次使用
free(p);
}
Status InitList(LinkList &L)
{
//构造一个空的线性表L
L.head = (Link)malloc(sizeof(struct LNode));
L.head->data = ;
L.head->next = NULL;
L.tail = L.head->next;
L.len = ;
}
Status ClearList(LinkList &L)
{
//将线性链表置为空表并释放原链表的结点空间
}
Status InsFirst(LinkList &L, Link &h, Link &s)
{
//已知 h 指向线性链表的头结点，将 s 所指节点插入在第一个结点之前
//note:这里的参数与书上有些不一样，LinkList &L是我添加的
//因为插入新的元素之后，链表长度应该同步变化
//链表的插入是基于地址的，所以我全部加了引用
//这一个函数与书上参数完全不同
//更新 2016-5-5 16:46
//通过分析算法2.20发现 h 不是绝对的头结点，而是接受一个 h
//就以它为头结点作参考操作其它元素
//这个函数花了不少时间，值得反复思考
if (NULL == h)
{
return ERROR;
}
else
{
s->next = h->next;
h->next = s;
}
L.len++;
return OK;
}
Status DelFirst(Link &h, Link &q)
{
//已知 h 指向线性链表的头结点，删除链表中的第一个节点并以 q 返回
if (h == NULL)
{
return ERROR;
}
q = h->next;
h->next = q->next;
q->next = NULL;
return OK;
}
Status Append(LinkList &L, Link &s)
{
//将指针 s 所指（彼此以指针相链）的一串结点
//链接在线性链表 L 最后一个结点
Link q = L.head;
while (q->next != NULL)
{
q = q->next;
}
q->next = s;
int cnt = ;
Link temp = s;
while (temp != NULL)
{
cnt++;
if (NULL == temp->next)
{
L.tail = temp;//注意更新尾指针
}
temp = temp->next;
} L.len += cnt;
//注意要根据这一串结点长度增加链表长度
return OK;
}
Status Remove(LinkList &L, Link &q)
{
//删除线性链表 L 中的尾结点并以 q 返回，改变链表的尾指针指向新的尾结点
}
Status InsBefore(LinkList &L, Link &p, Link s)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个结点，将 s 所指结点插入 p 所指节点之前
//并修改指针 p 指向新插入的节点
}
Status InsAfter(LinkList &L, Link &p, Link s)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个结点，将 s 所指结点插入 p 所指节点之后
//并修改指针 p 指向新插入的节点
}
Status SetCurElem(Link &p, ElemType e)
{
//已知 p 指向线性链表中的一个结点，用 e 更新 p 所指结点中数据元素的值
}
ElemType GetCurElem(Link p)
{
//已知 p 指向线性链表中的一个节点，返回 p 所指结点中数据元素的值
if (p != NULL)
{
return p->data;
}
else
{
exit(ERROR);
}
}
Status ListEmpty(LinkList L)
{
//若线性链表 L 为空，则返回 TRUE，否则返回 FALSE
}
int ListLength(LinkList L)
{
//返回线性链表 L 中元素的个数 }
Position GetHead(LinkList L)
{
//返回线性链表 L 中头结点的位置
return L.head;
}
Position GetLast(LinkList L)
{
//返回线性链表 L 中最后一个结点的位置
}
Position PriorPos(LinkList L, Link p)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个结点，返回 p 所指结点直接前驱的位置
//若无前驱，则返回NULL
}
Position NextPos(LinkList L, Link p)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个节点，返回 p 所指结点
//的直接后继的位置，若无后继，返回 NULL
Link q = L.head;
while (q != NULL)
{
if(q == p)
{
return p->next;
}
q = q->next;
}
return NULL;
}
Status LocatePos(LinkList L, int i, Link &p)
{
//返回 p 指示线性链表 L 中第 i 个结点的位置并返回 OK
//i 值不合法时返回ERROR
int cnt = ;
p = L.head;
if (i > L.len || i < )
{
return ERROR;
}
while (cnt <= i)
{
p = p->next;
cnt++;
}
return OK; }
Position LocateElem(LinkList L, ElemType e, Status (* compare)(ElemType, ElemType))
{
//返回线性链表中第一个与 e 满足函数compare() 判定关系的元素的位置
//若不存在这样的元素，返回 NULL
}
Status ListTraverse(LinkList L, Status (* visit)())
{
//依次对 L 中每个元素调用函数 visit()，一旦visit() 失败，则操作失败。
}
/**
My Code
*/
void PrintList(LinkList L)
{
Link p = L.head->next;
int cnt = ;
while (p != NULL && cnt <= L.len)
{
printf("%d\t", p->data);
p = p->next;
cnt++;
}
printf("\n");
}
int compare(ElemType a, ElemType b)
{
if (a < b)
{
return -;
}
else if (a == b)
{
return ;
}
else
{
return ;
}
}
#endif
三.CPP文件
//LinkList.h
/**
《数据结构（C语言版）》 Page 37
....为此，从实际应用角度出发重新定义线性链表及其基本操作....
*/
/**
author:zhaoyu
email:zhaoyu1995.com@gmail.com
date:2016-6-4
note:realize my textbook <<数据结构（C语言版）>>
*/
#ifndef _LINKLIST_H_
#define _LINKLIST_H_
#include "head.h"
#include <cstdlib>
#define ElemType int
typedef struct LNode{
ElemType data;
struct LNode *next;
}*Link, *Position;
typedef struct{//链表类型
Link head, tail;//分别指向线性链表中的头结点和最后一个结点
int len;//指示线性链表中数据元素的个数
}LinkList;
Status MakeNode(Link &p, ElemType e)
{
//分配由 p 指向的值为 e 的结点，并返回 OK；若分配失败，则返回 ERROR
p = (Link)malloc(sizeof(struct LNode));
if (!p)
{
return ERROR;
}
p->data = e;
p->next = NULL;
return OK;
}
Status FreeNode(Link &p)
{
//释放 p 所指节点
p = NULL;//便于回收???释放后再次使用
free(p);
}
Status InitList(LinkList &L)
{
//构造一个空的线性表L
L.head = (Link)malloc(sizeof(struct LNode));
L.head->data = ;
L.head->next = NULL;
L.tail = L.head->next;
L.len = ;
}
Status ClearList(LinkList &L)
{
//将线性链表置为空表并释放原链表的结点空间
}
Status InsFirst(LinkList &L, Link &h, Link &s)
{
//已知 h 指向线性链表的头结点，将 s 所指节点插入在第一个结点之前
//note:这里的参数与书上有些不一样，LinkList &L是我添加的
//因为插入新的元素之后，链表长度应该同步变化
//链表的插入是基于地址的，所以我全部加了引用
//这一个函数与书上参数完全不同
//更新 2016-5-5 16:46
//通过分析算法2.20发现 h 不是绝对的头结点，而是接受一个 h
//就以它为头结点作参考操作其它元素
//这个函数花了不少时间，值得反复思考
if (NULL == h)
{
return ERROR;
}
else
{
s->next = h->next;
h->next = s;
}
L.len++;
return OK;
}
Status DelFirst(Link &h, Link &q)
{
//已知 h 指向线性链表的头结点，删除链表中的第一个节点并以 q 返回
if (h == NULL)
{
return ERROR;
}
q = h->next;
h->next = q->next;
q->next = NULL;
return OK;
}
Status Append(LinkList &L, Link &s)
{
//将指针 s 所指（彼此以指针相链）的一串结点
//链接在线性链表 L 最后一个结点
Link q = L.head;
while (q->next != NULL)
{
q = q->next;
}
q->next = s;
int cnt = ;
Link temp = s;
while (temp != NULL)
{
cnt++;
temp = temp->next;
if (NULL == temp->next)
{
L.tail = temp;//注意更新尾指针
}
} L.len += cnt;
//注意要根据这一串结点长度增加链表长度
return OK;
}
Status Remove(LinkList &L, Link &q)
{
//删除线性链表 L 中的尾结点并以 q 返回，改变链表的尾指针指向新的尾结点
}
Status InsBefore(LinkList &L, Link &p, Link s)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个结点，将 s 所指结点插入 p 所指节点之前
//并修改指针 p 指向新插入的节点
}
Status InsAfter(LinkList &L, Link &p, Link s)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个结点，将 s 所指结点插入 p 所指节点之后
//并修改指针 p 指向新插入的节点
}
Status SetCurElem(Link &p, ElemType e)
{
//已知 p 指向线性链表中的一个结点，用 e 更新 p 所指结点中数据元素的值
}
ElemType GetCurElem(Link p)
{
//已知 p 指向线性链表中的一个节点，返回 p 所指结点中数据元素的值
if (p != NULL)
{
return p->data;
}
else
{
exit(ERROR);
}
}
Status ListEmpty(LinkList L)
{
//若线性链表 L 为空，则返回 TRUE，否则返回 FALSE
}
int ListLength(LinkList L)
{
//返回线性链表 L 中元素的个数 }
Position GetHead(LinkList L)
{
//返回线性链表 L 中头结点的位置
return L.head;
}
Position GetLast(LinkList L)
{
//返回线性链表 L 中最后一个结点的位置
}
Position PriorPos(LinkList L, Link p)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个结点，返回 p 所指结点直接前驱的位置
//若无前驱，则返回NULL
}
Position NextPos(LinkList L, Link p)
{
//已知 p 指向线性链表 L 中的一个节点，返回 p 所指结点
//的直接后继的位置，若无后继，返回 NULL
Link q = L.head;
while (q != NULL)
{
if(q == p)
{
return p->next;
}
q = q->next;
}
return NULL;
}
Status LocatePos(LinkList L, int i, Link &p)
{
//返回 p 指示线性链表 L 中第 i 个结点的位置并返回 OK
//i 值不合法时返回ERROR
int cnt = ;
p = L.head;
if (i > L.len || i < )
{
return ERROR;
}
while (cnt <= i)
{
p = p->next;
cnt++;
}
return OK; }
Position LocateElem(LinkList L, ElemType e, Status (* compare)(ElemType, ElemType))
{
//返回线性链表中第一个与 e 满足函数compare() 判定关系的元素的位置
//若不存在这样的元素，返回 NULL
}
Status ListTraverse(LinkList L, Status (* visit)())
{
//依次对 L 中每个元素调用函数 visit()，一旦visit() 失败，则操作失败。
}
/**
My Code
*/
void PrintList(LinkList L)
{
Link p = L.head->next;
int cnt = ;
while (p != NULL && cnt <= L.len)
{
printf("%d\t", p->data);
p = p->next;
cnt++;
}
printf("\n");
}
int compare(ElemType a, ElemType b)
{
if (a < b)
{
return -;
}
else if (a == b)
{
return ;
}
else
{
return ;
}
}
#endif
四.测试
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