单链表的实现及其基本操作

Main.cpp文件：

#include"List.h"

void main()
{
    List mylist;
    InitList(&mylist);

    ElemType Item;
    int select = 1;
    while (select)
    {
        printf("************************************************* ");
        printf(" [1] push_back              [2] push_front              * ");
        printf(" [3] show_list                 [4] pop_back               * ");
        printf(" [5] pop_front               [6] insert_val                * ");
        printf(" [7] find                         [8] length                    * ");
        printf(" [9] delete_val               [10] sort                      * ");
        printf(" [11] reserve                  [12] clear                    * ");
        printf(" [13*] destory                 [0] quit_system          * ");
        printf("************************************************* ");
        printf("请选择：");
        scanf("%d", &select);
        if (select == 0)
            break;
        switch (select)
        {
        case 1:
            printf("请输入要插入的数据（-1结束）");
            while (scanf("%d", &Item), Item != -1)
            {
                push_back(&mylist, Item);
            }
            break;
        case 2:
            printf("请输入要插入的数据（-1结束）");
            while (scanf("%d", &Item), Item != -1)
            {
                push_front(&mylist, Item);
            }
            break;
        case 3:
            show_list(&mylist);
            break;
        case 4:
            pop_back(&mylist);
            break;
        case 5:
            pop_front(&mylist);
            break;
        case 6:
            printf("请输入要插入的数值");  //升序的顺序进行插入
            scanf("%d", &Item);
            insert_val(&mylist, Item);
            break;
        case 7:
            printf("请输入要查找的数据");
            scanf("%d", &Item);
            PNode p;
            p=find(&mylist,Item);
            if (p == NULL)
            {
                printf("查找的数据在链表中不存在 ");
            }
            break;
        case 8:
            printf("链表的长度为：%d ", length(&mylist));
            break;
        case 9:
            printf("请输入要删除的数据：");
            scanf("%d", &Item);
            delete_val(&mylist, Item);
            break;
        case 10:
            sort(&mylist);
            break;
        case 11:
            reserve(&mylist);
            break;
        case 12:
            clear(&mylist);
            break;
        /*case 13:
            destory(&mylist);
                break;*/
        default:
            printf("输入的命令错误，请重新输入！");
            break;
        }
    }
    destory(&mylist);
}

List.h文件:

#ifndef _LIST_H_
#define _LIST_H_

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<malloc.h>

#define ElemType int

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node* next;
}Node,*PNode;

typedef struct List
{
    PNode first;
    PNode last;
    size_t size;
}List;

void InitList(List *list);
void push_back(List *list, ElemType x);
void push_front(List *list,ElemType x);
void show_list(List *list);
void pop_back(List *list);
void pop_front(List *list);
void insert_val(List *list, ElemType val);
PNode find(List *list, ElemType x);
int length(List *list);
void delete_val(List *list, ElemType x);
void sort(List *list);
void reserve(List *list);
void clear(List *list);
void destory(List *list);

#endif

List.cpp文件：

#include"List.h"
void InitList(List *list)
{
    list->first = list->last = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    assert(list->first);
    list->first->next = NULL;
    list->size = 0;
}

void push_back(List *list, ElemType x)
{
    PNode p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    assert(p != NULL);
    p->data = x;
    p->next = NULL;
    list->last->next = p;
    list->last = p;
    list->size++;
}

void push_front(List *list,ElemType x)
{
    PNode p = (PNode)malloc(sizeof(Node));
    assert(p != NULL);
    p->data = x;
    p->next = NULL;

    p->next=list->first->next;
    list->first->next = p;
    if (list->size == 0)      //当插入的节点是第一个的时候要更改尾节点的指向
    {
        list->last = p;
    }
    list->size++;
}

void show_list(List *list)
{
    PNode p = list->first->next;   //指向第一个有效节点
    while (p != NULL)
    {
        printf("%d-->", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("null ");
}

void pop_back(List *list)
{
    if (list->size == 0)
        return;

    PNode p = list->first;
    while (p->next != list->last)
    {
        p = p->next;
    }
    free(list->last);
    list->last = p;
    list->last->next = NULL;
    list->size--;
}

void pop_front(List *list)
{
    if (list->size == 0)
        return;
    
    PNode temp=list->first->next;
    list->first->next = temp->next;
    free(temp);
    if (list->size == 1)
    {
        list->last = list->first;
    }
    list->size--;
}

void insert_val(List *list, ElemType val)
{
    //创建要插入的数据
    PNode p = (PNode)malloc(sizeof(Node));
    assert(p != NULL);
    p->data = val;
    p->next = NULL;   

    //寻找合适的位置   //设数据已经是从小到大排列
    PNode temp = list->first;
        while (temp->next!=NULL&&temp->next->data <val)
         temp = temp->next;
        
        //插入
        if (temp->next==NULL)      //找到最后一个节点
        {
            list->last = p;
        }

            p->next = temp->next;
            temp->next = p;
            list->size++;
}

PNode find(List *list, ElemType x)
{
    PNode temp = list->first->next;
    while (temp != NULL&&temp->data != x)
        temp = temp->next;
    return temp;
}

int length(List *list)
{
    return list->size;
}

void delete_val(List *list, ElemType x)
{
    if (list->size == 0)
        return;

    PNode temp =find(list,x);
    if (temp == NULL)
    {
        printf("要删除的数据不存在！ ");
        return;
    }

    if (temp == list->last)
    {
        pop_back(list);
    }
    else
    {
        PNode q = temp->next;
        temp->data=q->data;
        temp->next = q->next;
        free(q);
        list->size--;
    }
}

void sort(List *list)   //真实交换节点
{
    if (list->size == 0 || list->size == 1)
        return;
    PNode s = list->first->next;
    PNode q = s->next;

    list->last = s;
    list->last->next = NULL;

    while (q != NULL)
    {
        s = q;
        q = q->next;

        //按值插入的一段代码
        PNode temp = list->first;
        while (temp->next != NULL&&temp->next->data <s->data)
            temp = temp->next;

        //插入
        if (temp->next == NULL)      //找到最后一个节点
        {
            list->last = s;
        }

        s->next = temp->next;
        temp->next = s;
        list->size++;
    }
}

void reserve(List *list)     //分解链表并进行头插
{
    if (list->size == 0 || list->size == 1)
        return;

    PNode s = list->first->next;
    PNode q = s->next;

    list->last = s;
    list->last->next= NULL;

    while (q != NULL)
    {
        s = q;
        q = q->next;
        
        s->next = list->first->next;
        list->first->next = s;
    }
}

void clear(List *list)   //释放节点，但保存头结点
{
    if (list->size == 0)
        return;
    
    PNode p = list->first->next;
    while (p != NULL)
    {
        list->first->next = p->next;
        free(p);
        p = list->first->next;
    }
    list->last = list->first;
    list->size = 0;
}

void destory(List *list)
{
    clear(list);
    free(list->first);
    list->first = list->last = NULL;
}