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  • 数据结构C语言实现系列——线性表(线性表链接存储(单链表))

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define NN 12
    #define MM 20
    typedef int elemType ;
    /*******************************************************/
    /*             以下是关于线性表链接存储(单链表)操作的16种算法       */
    /*******************************************************/
    struct sNode{    /* 定义单链表结点类型 */
        elemType data;
        struct sNode *next;
    };

    /* 1.初始化线性表,即置单链表的表头指针为空 */
    void initList(struct sNode* *hl)
    {
        *hl = NULL;
        return;
    }

    /* 2.清除线性表L中的所有元素,即释放单链表L中所有的结点,使之成为一个空表 */
    void clearList(struct sNode* *hl)
    {
        /* cp和np分别作为指向两个相邻结点的指针 */
        struct sNode *cp, *np;
        cp = *hl;
        /* 遍历单链表,依次释放每个结点 */
        while(cp != NULL){
            np = cp->next;    /* 保存下一个结点的指针 */
            free(cp);
            cp = np;
        }
        *hl = NULL;        /* 置单链表的表头指针为空 */
        return;
    }

    /* 3.返回单链表的长度 */
    int sizeList(struct sNode *hl)
    {
        int count = 0;        /* 用于统计结点的个数 */
        while(hl !
    = NULL){
            count++;
            hl = hl->next;
        }
        return count;
    }

    /* 4.检查单链表是否为空,若为空则返回1,否则返回0 */
    int emptyList(struct sNode *hl)
    {
        if(hl == NULL){
            return 1;
        }else{
            return 0;
        }
    }

    /* 5.返回单链表中第pos个结点中的元素,若pos超出范围,则停止程序运行 */
    elemType getElem(struct sNode *hl, int pos)
    {
        int i = 0;        /* 统计已遍历的结点个数 */
        if(pos < 1){
            printf("pos值非法,退出运行! ");
            exit(1);
        }
        while(hl != NULL){
            i++;
            if(i == pos){
                break;
            }
            hl = hl->next;
        }
        if(hl != NULL){
            return hl->data;
        }else{
            printf("pos值非法,退出运行! ");
            exit(1);
        }
    }

    /* 6.遍历一个单链表 */
    void traverseList(struct sNode *hl)
    {
        while(hl !
    = NULL){
            printf("%5d", hl->data);
            hl = hl->next;
        }
        printf(" ");
        return;
    }

    /* 7.从单链表中查找具有给定值x的第一个元素,若查找成功则返回该结点data域的存储地址,否则返回NULL */
    elemType* findList(struct sNode *hl, elemType x)
    {
        while(hl != NULL){
            if(hl->data == x){
                return &hl->data;
            }else{
                hl = hl->next;    
            }
        }
        return NULL;
    }

    /* 8.把单链表中第pos个结点的值修改为x的值,若修改成功返回1,否则返回0 */
    int updatePosList(struct sNode *hl, int pos, elemType x)
    {
        int i = 0;
        struct sNode *p = hl;
        while(p != NULL){        /* 查找第pos个结点 */
            i++;
            if(pos == i){
                break;
            }else{
                p = p->next;
            }
        }
        if(pos == i){
            p->data = x;
            return 1;
        }else{
            return 0;
        }
    }

    /* 9.向单链表的表头插入一个元素 */
    void insertFirstList(struct sNode* *hl, elemType x)
    {
        struct sNode *newP;
        newP = malloc(sizeof(struct sNode));
        if(newP == NULL){
            printf("内存分配失败,退出运行!
    ");
            exit(1);
        }
        newP->data = x;        /* 把x的值赋给新结点的data域 */
        /* 把新结点作为新的表头结点插入 */
        newP->next = *hl;        
        *hl = newP;
        return;
    }

    /* 10.向单链表的末尾添加一个元素 */
    void insertLastList(struct sNode* *hl, elemType x)
    {
        struct sNode *newP;
        newP = malloc(sizeof(struct sNode));
        if(newP == NULL){
            printf("内在分配失败,退出运行! ");
            exit(1);
        }
        /* 把x的值赋给新结点的data域,把空值赋给新结点的next域 */
        newP->data = x;
        newP->next = NULL;
        /* 若原表为空,则作为表头结点插入 */
        if(*hl == NULL){
            *hl = newP;        
        }
        /* 查找到表尾结点并完成插入 */
        else{
            struct sNode *p = NULL;
            while(p->next != NULL){
                p = p->next;
            }
            p->next = newP;
        }
        return;
    }

    /* 11.向单链表中第pos个结点位置插入元素为x的结点,若插入成功返回1,否则返回0 */
    int insetPosList(struct sNode* *hl, int pos, elemType x){
        int i = 0;
        struct sNode *newP;
        struct sNode *cp = *hl, *ap = NULL;
        /* 对pos值小于等于0的情况进行处理 */
        if(pos <= 0){
            printf("pos值非法,返回0表示插入失败!
    ");
            return 0;
        }
        /* 查找第pos个结点 */
        while(cp != NULL){
            i++;
            if(pos == i){
                break;
            }else{
                ap = cp;
                cp = cp->next;
            }
        }
        /* 产生新结点,若分配失败,则停止插入 */
        newP = malloc(sizeof(struct sNode));
        if(newP == NULL){
            printf("内存分配失败,无法进行插入操作! ");
            return 0;
        }
        /* 把x的值赋给新结点的data域 */
        newP->data = x;
        /* 把新结点插入到表头 */
        if(ap == NULL){
            newP->next = cp;        /* 或改为newP->next = *hl; */
            *hl = newP;
        }
        /* 把新结点插入到ap和cp之间 */
        else{
            newP->next = cp;
            ap->next = newP;
        }
        return 1;        /* 插入成功返回1 */
    }

    /* 12.向有序单链表中插入元素x结点,使得插入后仍然有序 */
    void insertOrderList(struct sNode* *hl, elemType x)
    {
        /* 把单链表的表头指针赋给cp,把ap置空 */
        struct sNode *cp = *hl, *ap = NULL;
        /* 建立新结点 */
        struct sNode *newP;
        newP = malloc(sizeof(struct sNode));
        if(newP == NULL){
            printf("内在分配失败,退出运行!
    ");
            exit(1);
        }
        newP->data = x;        /* 把x的值赋给新结点的data域 */
        /* 把新结点插入到表头 */
        if((cp == NULL) (x < cp->data)){
            newP->next = cp;
            *hl = newP;
            return;
        }
        /* 顺序查找出x结点的插入位置 */
        while(cp != NULL){
            if(x < cp->data){
                break;
            }else{
                ap = cp;
                cp = cp->next;
            }
        }
        /* 把x结点插入到ap和cp之间 */
        newP->next = cp;
        ap->next = newP;
        return;
    }

    /* 13.从单链表中删除表头结点,并把该结点的值返回,若删除失败则停止程序运行 */
    elemType deleteFirstList(struct sNode* *hl)
    {
        elemType temp;
        struct sNode *p = *hl;        /* 暂存表头结点指针,以便回收 */
        if(*hl == NULL){
            printf("单链表为空,无表头可进行删除,退出运行! ");
            exit(1);
        }
        *hl = (*hl)->next;        /* 使表头指针指向第二个结点 */
        temp = p->data;            /* 暂存原表头元素,以便返回 */
        free(p);                /* 回收被删除的表头结点 */
        return temp;            /* 返回第一个结点的值 */
    }

    /* 14.从单链表中删除表尾结点并返回它的值,若删除失败则停止程序运行 */
    elemType deleteLastList(struct sNode* *hl)
    {
        elemType temp;
        /* 初始化cp和ap指针,使cp指向表头结点,使ap为空 */
        struct sNode *cp = *hl;
        struct sNode *ap = NULL;
        /* 单链表为空则停止运行 */
        if(cp == NULL){
            printf("单链表为空,无表头进行删除,退出运行!
    ");
            exit(1);
        }
        /* 从单链表中查找表尾结点,循环结束时cp指向表尾结点,ap指向其前驱结点 */
        while(cp->next != NULL){
            ap = cp;
            cp = cp->next;
        }
        /* 若单链表中只有一个结点,则需要修改表头指针 */
        if(ap == NULL){
            *hl = (*hl)->next;        /* 或改为*hl = NULL; */
        }
        /* 删除表尾结点 */
        else{
            ap->next = NULL;
        }
        /* 暂存表尾元素,以便返回 */
        temp = cp->data;
        free(cp);        /* 回收被删除的表尾结点 */
        return temp;        /* 返回表尾结点的值 */
    }

    /* 15.从单链表中删除第pos个结点并返回它的值,若删除失败则停止程序运行 */
    elemType deletePosList(struct sNode* *hl, int pos)
    {
        int i = 0;
        elemType temp;
        /* 初始化cp和ap指针,使cp指向表头结点,使ap为空 */
        struct sNode *cp = *hl;
        struct sNode *ap = NULL;
        /* 单链表为空或pos值非法则停止运行 */
        if((cp == NULL) (pos <= 0)){
            printf("单链表为空或pos值不正确,退出运行!
    ");
            exit(1);
        }
        /* 从单链表中查找第pos个结点,找到后由cp指向该结点,由ap指向其前驱结点 */
        while(cp != NULL){
            i++;
            if(i == pos){
                break;
            }
            ap = cp;
            cp = cp->next;
        }
        /* 单链表中没有第pos个结点 */
        if(cp == NULL){
            printf("pos值不正确,退出运行! ");
            exit(1);
        }
        /* 若pos等于1,则需要删除表头结点 */
        if(pos == 1){
            *hl = (*hl)->next;        /* 或改为*hl = cp->next; */
        }
        /* 否则删除非表头结点,此时cp指向该结点,ap指向前驱结点 */
        else{
            ap->next = cp->next;
        }
        /* 暂存第pos个结点的值,以便返回 */
        temp = cp->data;
        free(cp);        /* 回收被删除的第pos个结点 */
        return temp;    /* 返回在temp中暂存的第pos个结点的值 */
    }

    /* 16.从单链表中删除值为x的第一个结点,若删除成功则返回1,否则返回0 */
    int deleteValueList(struct sNode* *hl, elemType x)
    {
        /* 初始化cp和ap指针,使cp指向表头结点,使ap为空 */
        struct sNode *cp = *hl;
        struct sNode *ap = NULL;
        /* 从单链表中查找值为x的结点,找到后由cp指向该结点,由ap指向其前驱结点 */
        while(cp !
    = NULL){
            if(cp->data == x){
                break;
            }
            ap = cp;
            cp = cp->next;
        }
        /* 若查找失败,即该单链表中不存在值为x的结点,则返回0 */
        if(cp == NULL){
            return 0;
        }
        /* 如果删除的是表头或非表头结点则分别进行处理 */
        if(ap == NULL){
            *hl = (*hl)->next;        /* 或改为*hl= cp->next */
        }else{
            ap->next = cp->next;
        }
        free(cp);        /* 回收被删除的结点 */
        return 1;        /* 返回1表示删除成功 */
    }

    /************************************************************************/

    int main(int argc, char* argv[])
    {
        int a[NN];
        int i;
        struct sNode *p, *h, *s;
        srand(time(NULL));
        initList(&p);
        for(i = 0; i < NN; i++){
            a[i] = rand() & MM;
        }
        printf("随机数序列:");
        for(i = 0; i < NN; i++){
            printf("%5d", a[i]);
        }
        printf(" ");
        printf("随机数逆序:");
        for(i = 0; i < NN; i++){
            insertFirstList(&p, a[i]);
        }
        traverseList(p);
        printf("单链表长度:%5d ", sizeList(p));
        for(h = p; h != NULL; h = h->next){
            while(deleteValueList(&(h->next), h->data)){
                ;
            }
        }
        printf("去除重复数:");
        traverseList(p);
        printf("单链表长度:%5d ", sizeList(p));
        h = NULL;
        for(s = p; s != NULL; s = s->next){
            insertOrderList(&h, s->data);
        }
        printf("有序表序列:");
        traverseList(h);
        clearList(&p);
        system("pause");
        return 0;
    }

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