数据结构之链表（C语言实现）

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<malloc.h>
  3 #include<stdlib.h>
  4 typedef struct Node     ///定义一个结点（结构体）
  5 {
  6     int data;           ///数据域
  7     struct Node * pNext;///指针域：一个结点的指针与指向的是下一个结点！而不是下一个结点的指针域，更不是下一个结点的数据域
  8 }NODE,*PNODE;           ///NODE等价于struct Node;PNODE等价于struct Node*
  9 
 10 ///下面是对各种函数的声明
 11 PNODE create_list(void);
 12 void traverse_list(PNODE pHead);
 13 int is_empty(PNODE pHead);
 14 int length_list(PNODE pHead);
 15 int sort_list(PNODE pHead);
 16 int insert_list(PNODE pHead,int pos,int val);
 17 int delet_list(PNODE pHead,int pos,int *pVal);
 18 
 19 ///主函数
 20 int main()
 21 {
 22     PNODE pHead=NULL;         ///等价于struct Node *pHead = NULL;
 23     pHead=create_list();      ///创建一个非循环单链表，并将该链表的地址赋给pHead
 24     traverse_list(pHead);
 25     printf("请输入插入元素的位置和插入的元素值：");
 26     int pos1,val1;
 27     scanf("%d%d",&pos1,&val1);
 28     insert_list(pHead,pos1,val1);
 29     printf("插入后的链表：");
 30     traverse_list(pHead);
 31     printf("请输入要删除的元素位置和元素的值：");
 32     int pos2,val2;
 33     scanf("%d%d",&pos2,&val2);
 34     delet_list(pHead,pos2,&val2);
 35     printf("删除后的链表：");
 36     traverse_list(pHead);
 37     printf("链表是否为空：");
 38     printf("%d\n",is_empty(pHead));
 39     printf("链表的长度：");
 40     printf("%d\n",length_list(pHead));
 41     sort_list(pHead);
 42     printf("链表排序结果为：");
 43     traverse_list(pHead);
 44     return 0;
 45 }
 46 
 47 PNODE create_list(void)                      ///创建链表
 48 {
 49     int len;                                 ///存放有效结点的个数
 50     int i;
 51     int val;                                 ///用来临时存放用户输入的结点的值
 52 
 53     PNODE pHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE)); ///为结点动态分配内存
 54     if(NULL==pHead)
 55     {
 56         printf("分配失败，程序终止！\n");
 57         exit(-1);
 58     }
 59     PNODE pTail=pHead;                       ///初始化头结点和尾结点，使尾结点指向头结点的位置，说明该链表没有有效结点
 60     pTail->pNext=NULL;                       ///尾结点的尾指针指向为空，说明尾指针之后无结点
 61 
 62     printf("请输入您需要生成的链表节点的个数：len=");
 63     scanf("%d",&len);
 64 
 65     for(i=0;i<len;i++)
 66     {
 67         printf("请输入第%d个节点的值：",i+1);
 68         scanf("%d",&val);
 69 
 70         PNODE pNew=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));///生成了一个新结点 pNew，作为添加新结点的临时储存单元。
 71         if(NULL==pNew)
 72         {
 73             printf("分配失败，程序终止!\n");
 74             exit(-1);
 75         }
 76         pNew->data=val;      ///把输入的数据存在新结点的数据域
 77         pTail->pNext=pNew;   ///使链表原有的尾指针指向新结点
 78         pNew->pNext=NULL;    ///将新结点的尾指针指向置空（这跟尾指针初始化的操作一样，是在为下一步将pTail赋值为pNew做准备）
 79         pTail=pNew;          ///将pTail赋值为pNew，pNew结点成为了新的尾结点
 80     }
 81     return pHead;
 82 }
 83 
 84 void traverse_list(PNODE pHead)  ///遍历链表并输出
 85 {
 86     PNODE p=pHead->pNext;
 87     while(NULL!=p)
 88     {
 89         printf("%d ",p->data);
 90         p=p->pNext;
 91     }
 92     printf("\n");
 93 }
 94 
 95 int is_empty(PNODE pHead)        ///判断链表是否为空（链表不存在满的状态！所以没有判断链表是否为满的函数）
 96     {
 97         if(NULL==pHead->pNext)   ///当链表为空时，头结点与尾结点指向相同，所以头结点（可以看作尾结点）的指针指向为空
 98             return 1;
 99         else
100             return 0;
101     }
102 
103 int length_list(PNODE pHead)     ///计算链表长度
104 {
105     PNODE p=pHead->pNext;
106     int len=0;
107     while(NULL!=p)               ///设置计数器，直到p为空时计数结束
108         {
109             len++;
110             p=p->pNext;
111         }
112     return len;
113 }
114 
115 int sort_list(PNODE pHead)      ///排序（这里使用的是简单的冒泡排序（排序问题不是该程序的重点，不再赘述），也可以用其他排序代码替换此函数内的代码）
116 {
117     int i,j,t;
118     int len=length_list(pHead);
119     PNODE p,q;
120 
121     for(i=0,p=pHead->pNext;i<len-1;++i,p=p->pNext)
122     {
123         for(j=i+1,q=p->pNext;j<len;++j,q=q->pNext)
124         {
125             if(p->data>q->data)
126             {
127                 t=p->data;
128                 p->data=q->data;
129                 q->data=t;
130             }
131         }
132     }
133     return 0;
134 }
135 
136 ///插入和删除的本质是一样的，关键点在于：对某一个结点操作时，必须依靠它的前一个结点，依此类推。除非已经用新的变量名保存了该结点
137 int insert_list(PNODE pHead,int pos,int val)  ///插入元素
138 {
139     int i=0;
140     PNODE p=pHead;
141     while(NULL!=p&&i<pos-1)
142     {
143         p=p->pNext;
144         ++i;
145     }
146     if(i>pos-1||NULL==p)
147         return 0;
148     PNODE pNew=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));
149     if(NULL==pNew)
150     {
151         printf("动态内存分配失败！\n");
152         exit(-1);
153     }
154     ///注意以下四行代码
155     pNew->data=val;///
156     PNODE q=p->pNext;///
157     p->pNext=pNew;///
158     pNew->pNext=q;///
159     return 1;
160 }
161 
162 int delet_list(PNODE pHead,int pos,int *pVal)   ///删除元素
163 {
164     int i=0;
165     PNODE p=pHead;
166     while(NULL!=p->pNext&&i<pos-1)
167     {
168         p=p->pNext;
169         ++i;
170     }
171     if(i>pos-1||NULL==p->pNext)
172         return 0;
173     ///注意以下三行代码
174     PNODE q=p->pNext;///
175     *pVal=q->data;///
176     p->pNext=p->pNext->pNext;///
177     free(q);
178     q=NULL;
179     return 1;
180 }