(C语言)单链表的链式实现(数据结构二)

左手的ㄟ右手 2022-09-17 09:29 180阅读 0赞

1.数据类型定义

在代码中为了清楚的表示一些错误和函数运行状态，我们预先定义一些变量来表示这些状态。在head.h头文件中有如下定义：

//定义数据结构中要用到的一些变量和类型
    #ifndef HEAD_H
    #define HEAD_H
    
    #include <stdio.h>
    #include <malloc.h>
    #include <stdlib.h>
    
    #define TRUE  1
    #define FALSE 0
    #define OK    1
    #define ERROR  0
    #define INFEASIBLE -1
    #define OVERFLOW   -2    //分配内存出错
    
    typedef int  Status;     //函数返回值类型
    typedef int  ElemType;   //用户定义的数据类型
    
    #endif

2.单链表数据结构实现

为了实现单链表，我们定义结构体 LNode，具体代码如下：

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

3.链表方法摘要

Status InitList(LinearList & L);    //初始化链表
    
    Status DestroyList(LinearList &L);   //销毁链表
    
    Status ClearList(LinearList &L);     //清空链表
    
    Status ListEmpty(LinearList L);      //链表是否为空
    
    Status ListLength(LinearList L);     //链表长度
    
    Status GetElem(LinearList L,int i,ElemType &e);  //获得链表第i位置的长度，返回给e
    
    Status LocateElem(LinearList L,ElemType e,Status(*comp)(ElemType,ElemType)); //链表中满足comp条件的数据的位置
    
    Status PriorElem(LinearList L,ElemType cur_e,ElemType &per_e)  // cur_e的前一个数据
    
    Status NextElem(LinearList L,ElemType cur_e,ElemType &next_e);  //cur_e的后一个数据
    
    Status ListInsert(LinearList &L,int i,ElemType e);    //在第i个位置插入e
    
    Status ListDelete(LinearList &L,int i,ElemType &e);   //删除第i位置数据，并给e
    
    Status Union(LinearList &La,LinearList Lb);     //La=la并Lb
    
    Status MergeList(LinearList La,LinearList Lb,LinearList &Lc);  //La和Lb从小到大排序后给Lc

4.单链表顺序实现

在LinkList.h文件中实现单链表的方法，具体代码如下：

#ifndef LINKLIST_H
    #define LINKLIST_H
    #include "head.h"
    
    typedef struct LNode{
    	ElemType data;
    	struct LNode *next;
    }LNode,*LinkList;
    
    Status equal(int a,int b){
    	return a==b;
    }
    
    Status InitList(LinkList &L){
    	L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    	if (!L) return OVERFLOW;
    	L->data=-1;
    	L->next=NULL;
    	return OK;
    }
    Status DestroyList(LinkList &L){
    	LinkList q=L;
    	while(q!=NULL){
    		LinkList p=q;
    		q=q->next;
    		free(p);
    		p=NULL;
    	}
    	return OK;
    };
    
    Status ClearList(LinkList &L){
    	DestroyList(L);
    	InitList(L);
    	return OK;
    }
    Status ListEmpty(LinkList &L){
    	return L->next==NULL;
    }
    int  ListLength(LinkList L){
    	int i=0;
    	LinkList pt;
    	pt=L->next;
    	while(pt){
    		i++;
    		pt=pt->next;
    	}
    	return i;
    }
    
    Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType &e){
    	if(i<1||i>ListLength(L)) return ERROR;
    	int n=1;
    	LinkList pt;
    	pt=L;
    	while(n<=i&&pt){
    		pt=pt->next;
    		++n;
    	}
    	e=pt->data;
    	return OK;
    }
    
    Status LocateElem(LinkList L,ElemType e,Status(*comp)(ElemType,ElemType)){
    	int i=1;
    	for (;i<=ListLength(L);i++)
    	{
    		ElemType e1;
    		GetElem(L,i,e1);
    		if (comp(e,e1))
    			break;
    	}
    	if (i>ListLength(L))
    	{
    		return 0;
    	}
    	return i;
    }
    
    Status PriorElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType &per_e){
    	int i=LocateElem(L,cur_e,equal);
    	if (i<=1) return ERROR;
    	GetElem(L,i-1,per_e);
    	return OK;
    }
    
    Status NextElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType &next_e){
    	int i=LocateElem(L,cur_e,equal);
    	if ( i==0 || i==ListLength(L)) return ERROR;
    	GetElem(L,i+1,next_e);
    	return OK;
    }
    
    Status ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e){
    	if(i<1||i>ListLength(L)+1) return ERROR;
    	LinkList pt=L;
    	for (int n=1;n<i;n++)
    	{
    		pt=pt->next;
    	}
    	LinkList q=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    	q->data=e;
    	q->next=pt->next;
    	pt->next=q;
    	return OK;
    }
    
    
    Status ListDelete(LinkList &L,int i,ElemType &e){
    	LinkList pt;
    	pt=L;
    	int n=1;
    	while(n<=i-1&&pt){
    		pt=pt->next;
    		++n;
    	}
    	if(!pt||n>i) return ERROR;
    	LinkList q;
    	q=pt->next;
    	pt->next=q->next;
    	e=q->data;
    	free(q);
    	q=NULL;
    	return OK;
    }
    
    
    Status Union(LinkList &La,LinkList Lb){
    	int la_l=ListLength(La);
    	int lb_l=ListLength(Lb);
    	for (int i=1;i<=lb_l;i++)
    	{
    		ElemType e=0;
    		GetElem(Lb,i,e);
    		if(!LocateElem(La,e,equal)){
    			int l=ListLength(La);
    			ListInsert(La,++l,e);
    		}
    	}
    	return OK;
    }
    
    Status MergeList(LinkList La,LinkList Lb,LinkList &Lc){
    	int La_l=ListLength(La);
    	int Lb_l=ListLength(Lb);
    	InitList(Lc);
    	int i=1,j=1,k=1;
    	while(i<=La_l&&j<=Lb_l){
    		ElemType La_e,Lb_e;
    		GetElem(La,i,La_e);
    		GetElem(Lb,j,Lb_e);
    		if (La_e<=Lb_e)
    		{
    			ListInsert(Lc,k++,La_e);
    			i++;
    		}else{
    			ListInsert(Lc,k++,Lb_e);
    			j++;
    		}
    	}
    	while(i<=La_l){
    		ElemType La_e;
    		GetElem(La,i,La_e);
    		ListInsert(Lc,k++,La_e);
    		i++;
    	}
    	while(j<=Lb_l){
    		ElemType Lb_e;
    		GetElem(Lb,j,Lb_e);
    		ListInsert(Lc,k++,Lb_e);
    		j++;
    	}
    	return OK;
    }
    
    #endif

5.单链表测试

#include "LinkList.h"
    
    void main(){
    	LinkList L;
    	InitList(L);                //初始化链表
    	for (int i=1;i<10;i++)
    		ListInsert(L,i,i);   //向链表中插入数据
    
    	printf("\n链表L中数据：");
    	for(int i=1;i<=ListLength(L);i++){
    		ElemType e;
    		GetElem(L,i,e);
    		printf("%d->",e);
    	}
    	printf("end");
    
    	ElemType e;
    	ListDelete(L,5,e);             //删除第5位置数据
    	printf("\n删除第5位置数据为：%d",e);
    
    
    	PriorElem(L,6,e);               //前一个数据
    	printf("\n6的前一个数据：%d",e);
    
    	NextElem(L,6,e);                 //后一个数据
    	printf("\n6的后一个数据：%d",e);	
    
    
    	printf("\n链表中数据：");
    	for(int i=1;i<=ListLength(L);i++){
    		ElemType e;
    		GetElem(L,i,e);
    		printf("%d->",e);
    	}
    	printf("end\n");
    
    
    	LinkList Lb;
    	LinkList Lc;
    	InitList(Lb);
    	for(int i=1;i<10;i++)
    		ListInsert(Lb,i,i+5);
    
    	printf("\n链表Lb中数据：");
    	for(int i=1;i<=ListLength(Lb);i++){
    		ElemType e;
    		GetElem(Lb,i,e);
    		printf("%d->",e);
    	}
    	printf("end\n");
    
    	Union(L,Lb);    //L=L并Lb
    
    	printf("\n链表L中数据：");
    	for(int i=1;i<=ListLength(L);i++){
    		ElemType e;
    		GetElem(L,i,e);
    		printf("%d->",e);
    	}
    	printf("end");
    
    	MergeList(L,Lb,Lc);    //测试MergeList()
    
    
    	printf("\n链表Lc中数据：");
    	for(int i=1;i<=ListLength(Lc);i++){
    		ElemType e;
    		GetElem(Lc,i,e);
    		printf("%d->",e);
    	}
    	printf("end\n");
    
    }

6.测试结果

链表L中数据：1->2->3->4->5->6->7->8->9->end
    删除第5位置数据为：5
    6的前一个数据：4
    6的后一个数据：7
    链表中数据：1->2->3->4->6->7->8->9->end
    
    链表Lb中数据：6->7->8->9->10->11->12->13->14->end
    
    链表L中数据：1->2->3->4->6->7->8->9->10->11->12->13->14->end
    链表Lc中数据：1->2->3->4->6->6->7->7->8->8->9->9->10->10->11->11->12->12->13->13->14->14->end