C语言单链表

时间:2022-06-02 苏州程序大白人气:0

存储结构

typedef int dataType；//爱护据类型
typedef struct Node {
    DataType data;   // 结点数据
    struct Node *next; // 指向下一个结点的指针
} Node, *LinkList;

基本功能

头插法创建单链表void CreateListHead( LinkList &head)
尾插法创建单链表void CreateListTail( LinkList &head)
获取指定位置的元素 int GetElement(LinkList head, int i, DataType &e)
获取指定元素的位置 int LocateElement(LinkList head, int e)
在指定位置插入元素 int InsertList(LinkList head, int i, DataType e)
删除指定位置的元素 int DeleteList(LinkList head, int i, DataType &e)
获取单链表的长度 int LengthLinkList(LinkList head)
合并两个非递减的单链表 void MergeList(LinkList La, LinkList Lb, LinkList &Lc)
寂链表void Destroy( LinkList &L)
遍历打印单链表中的所有元素 void PrintList(LinkList head)

头插法创建单链表

每次添加链的结点都能找到头结点的第1号位置，所以创建单表中的元素的顺序是输入元素的逆序。

/**
 * 头插法创建单链表，输入以-1结束
 */
void CreateListHead(LinkList &head) {
    DataType x;
    LinkList p;

    head = (LinkList)malloc(LEN);
    head->next = NULL;
    scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        p = (LinkList)malloc(LEN);
        p->data = x;
        p->next = head->next; // 新增的结点指向头结点的下一个结点
        head->next = p;  // 头结点指向新增的结点
        scanf("%d", &x);
    }
}

尾插法创建单链表

每次新增的结点都放在单链表的后面，接下来和接下来的顺序保持一致。

/**
 * 尾插法创建单链表，输入以-1结束
 */
void CreateListTail(LinkList &head) {
    LinkList p, q;
    DataType x;

    head = (LinkList)malloc(LEN);
    q = head;
  	scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        p = (LinkList)malloc(LEN);
        p->data = x;
        q->next = p;
        q = p;
        scanf("%d", &x);
    }
    q->next = NULL;
}

获取指定位置的元素

/**
 * 获取指定位置的元素
 * @param head 指向单链表头结点的指针（头指针）
 * @param i 位置
 * @param e 用来存放对应位置的元素值
 * @return 0：获取失败；1：获取成功
 */
int GetElement(LinkList head, int i, DataType &e) {
    LinkList p = head->next;
    int j = 1;

    while (p && j < i) { // 依次后移，直至为空或到达位置
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p || j > i) { // p为空表示位置超过最大位置，j > i表示位置不合法(i < 1)
        return 0;
    }
    e = p->data;
    return 1;
}

在指定位置插入元素

/**
 * 在单链表插入元素到位置i
 * @param head 单链表的头指针
 * @param i 插入位置
 * @param e 插入元素
 * @return 1：插入成功，0：插入失败
 */
int InsertList(LinkList head, int i, DataType e) {
    LinkList p = head; // 从头结点开始
    int j = 1;
    while (p && j < i) { // 找到插入位置的前一个结点
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p || j > i) { // p为空或i < 1，插入位置不合法
        return 0;
    }
    LinkList q = (LinkList)malloc(LEN); // 创建新结点
    q->data = e;
    q->next = p->next; // 将新结点指向前一个结点的后一个结点
    p->next = q; // 前一个结点指向新结点
    // 执行上述两个操作后，达到的效果是新结点插入到了前一个结点的后面
}

删除指定位置的元素

/**
 * 删除指定位置的元素
 * @param head
 * @param i 位置
 * @param e 被删除的元素的值存放在e中
 * @return 1：删除成功，0：删除失败
 */
int DeleteList(LinkList head, int i, DataType &e) {
    LinkList p = head;
    int j = 1;

    while (p && j < i) {  // 找到位置的前一个结点
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p || j > i) {
        return 0;
    }
    LinkList s = p->next;
    e = s->data;
    p->next = s->next; // 改变前一个结点的指向，使其指向删除结点的后一个结点
    free(s); 
    return 1;
}

获取单链表的长度

/**
 * 获取单链表的长度
 * @param head
 * @return 单链表的长度
 */
int LengthLinkList(LinkList head) {
    LinkList p = head->next;
    int count = 0;

    while (p) {
        count++;
        p = p->next;
    }
    return count;
}

合并两个非递减的单链表

合并两个非递减的单链，新链表仍然保持非递减。

/**
 * 合并两个非递减的单链表，新的链表仍然非递减
 * @param La
 * @param Lb
 * @param Lc
 */
void MergeList(LinkList La, LinkList Lb, LinkList &Lc) {
    LinkList pa, pb, pc;
    pa = La->next;
    pb = Lb->next;
    pc = Lc = (LinkList)malloc(LEN);
    while (pa && pb) {
        if (pa->data <= pb->data) {
            pc->next = pa;
            pc = pa;
            pa = pa->next;
        } else {
            pc->next = pb;
            pc = pb;
            pb = pb->next;
        }
    }
    pc->next = pa ? pa : pb;
    free(Lb);
}

晴链表

/**
 * 销毁链表
 */
void Destroy(LinkList &L) {
    LinkList p, q;
    p = L;
    while (p) { // 遍历所有结点，释放内存
        q = p;
        p = p->next;
        free(q);
    }
    L = NULL; // L置为NULL
}

遍历打印单链表

/**
 * 遍历打印单链表的所有元素
 */
void PrintList(LinkList head) {
    LinkList p = head->next;

    if (p == NULL) {
        cout << "List is NULL!" <<endl;
    } else {
        while (p != NULL) {
            printf("%d ", p->data);
            p = p->next;
        }
        printf("\n");
    }
}

附上完整代码

#include<cstdlib>
using namespace std;
#define LEN sizeof(Node)
typedef int DataType;
typedef struct Node {
    DataType data;
    struct Node *next;
} Node, *LinkList;

/**
 * 头插法创建单链表
 * @param head
 */
void CreateListHead(LinkList &head) {
    DataType x;
    LinkList p;

    head = (LinkList)malloc(LEN);
    head->next = NULL;
    scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        p = (LinkList)malloc(LEN);
        p->data = x;
        p->next = head->next;
        head->next = p;
        scanf("%d", &x);
    }
}

/**
 * 尾插法创建单链表
 * @param head
 */
void CreateListTail(LinkList &head) {
    LinkList p, q;
    DataType x;

    head = (LinkList)malloc(LEN);
    q = head;
  	scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        p = (LinkList)malloc(LEN);
        p->data = x;
        q->next = p;
        q = p;
        scanf("%d", &x);
    }
    q->next = NULL;
}

/**
 * 获取指定位置的元素
 * @param head 单链表头指针
 * @param i 位置
 * @param e 获取的元素赋值该参数
 * @return 0：获取失败；1：获取成功
 */
int GetElement(LinkList head, int i, DataType &e) {
    LinkList p = head->next;
    int j = 1;

    while (p && j < i) {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p || j > i) {
        return 0;
    }
    e = p->data;
    return 1;
}

/**
 * 获取某个元素的位置
 * @param head
 * @param e
 * @return 元素的位置
 */
int LocateElement(LinkList head, int e) {
    LinkList p = head->next;
    int j = 1;

    while (p && p->data != e) {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p) {
        return 0;
    }
    return j;
}

/**
 * 在单链表插入元素到位置i
 * @param head 单链表的头指针
 * @param i 插入位置
 * @param e 插入元素
 * @return 1：插入成功，0：插入失败
 */
int InsertList(LinkList head, int i, DataType e) {
    LinkList p = head;
    int j = 1;

    while (p && j < i) {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p || j > i) {
        return 0;
    }
    LinkList q = (LinkList)malloc(LEN);
    q->data = e;
    q->next = p->next;
    p->next = q;
}

/**
 * 删除指定位置的元素
 * @param head
 * @param i 位置
 * @param e 被删除的元素的值存放在e中
 * @return 1：删除成功，0：删除失败
 */
int DeleteList(LinkList head, int i, DataType &e) {
    LinkList p = head;
    int j = 1;

    while (p && j < i) {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (!p || j > i) {
        return 0;
    }
    LinkList s = p->next;
    e = s->data;
    p->next = s->next;
    free(s);
    return 1;
}

/**
 * 获取单链表的长度
 * @param head
 * @return
 */
int LengthLinkList(LinkList head) {
    LinkList p = head->next;
    int count = 0;

    while (p) {
        count++;
        p = p->next;
    }
    return count;
}

/**
 * 合并两个非递减的单链表，新的链表仍然非递减
 * @param La
 * @param Lb
 * @param Lc
 */
void MergeList(LinkList La, LinkList Lb, LinkList &Lc) {
    LinkList pa, pb, pc;

    pa = La->next;
    pb = Lb->next;
    pc = Lc = (LinkList)malloc(LEN);

    while (pa && pb) {
        if (pa->data <= pb->data) {
            pc->next = pa;
            pc = pa;
            pa = pa->next;
        } else {
            pc->next = pb;
            pc = pb;
            pb = pb->next;
        }
    }
    pc->next = pa ? pa : pb;
    free(Lb);
}

/**
 * 销毁链表
 * @param L
 */
void Destroy(LinkList &L) {
    LinkList p, q;
    p = L;
    while (p) {
        q = p;
        p = p->next;
        free(q);
    }
    L = NULL;
}

/**
 * 遍历打印单链表的所有元素
 * @param head
 */
void PrintList(LinkList head) {
    LinkList p = head->next;

    if (p == NULL) {
        cout << "List is NULL!" <<endl;
    } else {
        while (p != NULL) {
            printf("%d ", p->data);
            p = p->next;
        }
        printf("\n");
    }
}
int main() {
    LinkList L;
    printf("头插法创建单链表：（输入以-1结束）\n");
    CreateListHead(L);
    PrintList(L);
    printf("尾插法创建单链表：（输入以-1结束）\n");
    CreateListTail(L);
    PrintList(L);
    InsertList(L, 1, 100);
    printf("在1号位置插入100后，单链表如下：\n");
    PrintList(L);
    DataType e;
    DeleteList(L, 1, e); 
    printf("删除1号位置的元素，被删除的元素为：\n");
    printf("删除后的单链表为：\n"); 
    PrintList(L);
    printf("单链表的长度为：%d\n", LengthLinkList(L));
    GetElement(L, 1, e);
    printf("1号位置的元素为：%d\n");
    printf("元素4在单链表中的位置为：%d\n", LocateElement(L, 4));
	cout << endl;
    LinkList La, Lb, Lc;
    printf("尾插法创建单链表La：\n");
    CreateListTail(La);
    PrintList(La);
    printf("尾插法创建单链表Lb：\n");
    CreateListTail(Lb);
    PrintList(Lb);
    MergeList(La, Lb, Lc);
    printf("合并单链表La和Lb后的新单链表Lc如下：\n");
    PrintList(Lc);
    return 0;
}

运行结果：

注意：

写法采用了C++引用参数的写法，LinkList &head，C语言下不支持这种写法，需要在C++环境下使用，即.cpp文件。

下面附上C语言的：

 /**
 * LinkList 本身已经是结构体指针，参数再使用LinkList *的形式
 * 可以理解为要想改变一个结构体指针，则需要取指针的指针。
 * 类似于改变int a，则需要使用 int *a，这里要改变LinkList head，则需要使用LinkList *head
 */
void CreatListTail(LinkList *head) {
    int x;
    LinkList *p, *q;

    *head = (LinkList *) malloc(LEN);
    q = *head;

    scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        p = (LinkList *) malloc(LEN);
        p->data = x;
        q->next = p;
        q = p;
        scanf("%d", &x);
    }
    q->next = NULL;
}
// 可以不传参，函数里面定义头指针，创建链表，然后把头指针返回，主函数用结构体指针接收即可
LinkList CreateListhead() {
    int x;
    LinkList *head, *p;

    head = (LinkList *) malloc(LEN);
    head->next = NULL;

    scanf("%d", &x);
    while (x != -1) {
        p = (LinkList *) malloc(LEN);
        p->data = x;
        p->next = head->next;
        head->next = p;
    }
    return head;
}

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基本功能

头插法创建单链表

尾插法创建单链表

获取指定位置的元素

在指定位置插入元素

删除指定位置的元素

获取单链表的长度

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遍历打印单链表

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