「數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 二」C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)單鏈表

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用 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)的線性表，即單鏈表。本文實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)單鏈表，關(guān)于靜態(tài)單鏈表這里不再細(xì)說(shuō)了。

關(guān)于抽象數(shù)據(jù)類型的定義這里就不再粘貼處了，可以參照上一篇的定義。

「數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 一」C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)順序表

下面直接看具體 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)代碼，包括簡(jiǎn)單的測(cè)試程序。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -1
#define INFEASIBLE 0

typedef int Status;
typedef int ElemType;

typedef struct LNode {
    ElemType data;
    struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;

/**
 * 操作結(jié)果：構(gòu)造一個(gè)空的線性表L
 * @param L
 */
void InitList(LinkList *L) {
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
    if (!*L) {
        exit(OVERFLOW);
    }
    (*L)->next = NULL;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L存在
 * 操作結(jié)果：銷毀線性表 L
 * @param L
 */
void DestroyList(LinkList *L) {
    LinkList q;
    while (*L) {
        q = (*L)->next;
        free(*L);
        *L = q;
    }
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：將 L 置為空表
 * @param L
 */
void ClearList(LinkList L) {
    LinkList p, q;
    p = L->next;
    while (p) {
        q = p->next;
        free(p);
        p = q;
    }
    L->next = NULL;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：若 L 為空表，返回 TRUE，否則返回 FALSE
 * @param L
 * @return
 */
Status ListEmpty(LinkList L) {
    return L->next == NULL;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：返回 L 中的數(shù)據(jù)元素個(gè)數(shù)
 * @param L
 * @return
 */
int ListLength(LinkList L) {
    int i = 0;
    LinkList p = L->next;
    while (p) {
        i++;
        p = p->next;
    }
    return i;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在，且 1 <= i <= ListLength(L)
 * 操作結(jié)果：用 e 返回 L 中第 i 個(gè)元素的值
 * @param L
 * @param i
 * @param e
 * @return
 */
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e) {
    LinkList p = L->next;
    int j = 1;
    while (p && j < i) {
        p = p->next;
        ++j;
    }
    if (!p || j > i) {
        return ERROR;
    }
    *e = p->data;
    return OK;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：返回 L 中第一個(gè)值與元素 e 相同的元素在 L 中的位置。若元素不存在，則返回 0
 * @param L
 * @param e
 * @param compare
 * @return
 */
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, Status(*compare)(ElemType, ElemType)) {
    int i = 0;
    LinkList p = L->next;
    while (p) {
        i++;
        if (compare(p->data, e)) {
            return i;
        }
        p = p->next;
    }
    return 0;
}

Status compare(ElemType e1, ElemType e2) {
    if (e1 == e2) {
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：若 cur_e 是 L 中的元素，且不是第一個(gè)，則用 pre_e 返回其前驅(qū)，否則失敗，pre_e 無(wú)定義
 * @param L
 * @param cur_e
 * @param pre_e
 * @return
 */
Status PriorElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType *pre_e) {
    LinkList q, p = L->next;
    while (p->next){
        q = p->next;
        if (q->data == cur_e) {
            *pre_e = p->data;
            return OK;
        }
        p = q;
    }
    return INFEASIBLE;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：若 cur_e 是 L 中的元素，且不是最后一個(gè)，則用 next_e 返回其后驅(qū)，否則失敗，next_e 無(wú)定義
 * @param L
 * @param cur_e
 * @param pre_e
 * @return
 */
Status NextElem(LinkList L, ElemType cur_e, ElemType *next_e) {
    LinkList q, p = L->next;
    while (p->next) {
        if (p->data == cur_e) {
            *next_e = p->next->data;
            return OK;
        }
        p = p->next;
    }
    return INFEASIBLE;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在，且 1 <= i <= ListLength(L) + 1
 * 操作結(jié)果：在 L 中第 i 個(gè)元素前插入新的元素 e，L 的長(zhǎng)度加 1
 * @param L
 * @param i
 * @param e
 * @return
 */
Status ListInsert(LinkList L, int i, ElemType e) {
    int j = 0;
    LinkList p = L, s;
    while (p && j < i - 1) {
        p = p->next;
        ++j;
    }
    if (!p || j > i - 1) {
        return ERROR;
    }
    s = (LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
    s->data = e;
    s->next = p->next;
    p->next = s;
    return OK;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在且非空，且 1 <= i <= ListLength(L)
 * 操作結(jié)果：刪除 L 中的第 i 個(gè)元素并用 e 返回其值，L 的長(zhǎng)度減 1
 * @param S
 * @param i
 * @param e
 * @return
 */
Status ListDelete(LinkList L, int i, ElemType *e) {
    int j = 0;
    LinkList q, p = L;
    while (p->next && j < i - 1) {
        p = p->next;
        ++j;
    }
    if (!p || j > i - 1) {
        return ERROR;
    }
    *e = p->next->data;
    q = p->next;
    p->next = q->next;
    free(q);
    return OK;
}

/**
 * 初始條件：線性表 L 存在
 * 操作結(jié)果：對(duì)線性表進(jìn)行遍歷，在遍歷過(guò)程中對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)訪問(wèn)一次，遍歷過(guò)程中調(diào)用 vi() 操作元素
 * @param L
 * @param vi
 */
void TraverseList(LinkList L, void(*vi)(ElemType)) {
    LinkList p = L->next;
    while (p) {
        vi(p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
}

void vi(ElemType e) {
    printf("%d ", e);
}

/**
 * 操縱結(jié)果：前插法創(chuàng)建含 n 個(gè)元素的單鏈表
 * @param L
 * @param n
 */
void CreateList_H(LinkList *L, int n) {
    InitList(L);
    LinkList p;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        p = (LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
        scanf("%d",&p->data);
        p->next = (*L)->next;
        (*L)->next = p;
    }
}

/**
 * 操縱結(jié)果：后插法創(chuàng)建含 n 個(gè)元素的單鏈表
 * @param L
 * @param n
 */
void CreateList_R(LinkList *L, int n) {
    InitList(L);
    LinkList p, r = *L;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        p = (LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
        scanf("%d", &p->data);
        p->next = NULL;
        r->next = p;
        r = p;
    }
}

/*--------------------主函數(shù)------------------------*/

/**
 * 測(cè)試程序
 * @return
 */
int main() {  // 測(cè)試程序只測(cè)試函數(shù)是否有邏輯錯(cuò)誤
    LinkList list;
    int temp;
    ElemType *e;

//    CreateList_H(&list, 3);
    CreateList_R(&list, 3);
    printf("%d\n", ListEmpty(list));
    printf("%d\n", ListLength(list));
    TraverseList(list, vi);
    temp = ListInsert(list, 1, 99);
    TraverseList(list, vi);
    temp = ListInsert(list, 5, 100);
    TraverseList(list, vi);
    temp = GetElem(list, 3, e);
    printf("%d\n", *e);
    temp = PriorElem(list, 4, e);
    printf("%d\n", *e);
    temp = NextElem(list, 6, e);
    printf("%d\n", *e);
    printf("%d\n", LocateElem(list, 6, compare));
    temp = ListDelete(list, 4, e);
    TraverseList(list, vi);
    ClearList(list);
    printf("%d\n", ListLength(list));

    DestroyList(&list);
}

上面測(cè)試代碼在 Clion 下的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示。

想要查看源碼可以訪問(wèn)下面 github 鏈接，如果覺(jué)得不錯(cuò)，請(qǐng)給個(gè) Star。

源碼傳送門(mén)

本文屬數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)系列持續(xù)更新中。

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