一个单链表的实现

一．题目说明：实现一个单链表，具体要求如下：

1. 元素可以是任何类型；
2. 实现在链表末尾追加给定元素的功能,如果原链表为空，则把要追加的元素作为链表的第一个结点；
3. 将给定的元素从链表中移除；
4. 实现计算链表结点个数的功能；
5. 对单链表进行测试，数据由开发人员自行定义。

二．简要分析：

1. 数据结构：
因为数据类型要求是任何类型，根据C语言中void*与其它指针类型可以互相转换的特点，定义此单链表的数据结构如下：
typedef struct list_t{
void *data;
struct list_t *next;
} list_t;

2. 函数说明：
根据题目说明，为这个单链表提供以下三个函数：
（1） 函数原型：list_t *list_append(list_t *list, void *data)
函数功能：在链表末尾追加给定元素的功能,如果原链表为空，则把要追加的元素作为链表的第一个结点。
输入参数：list, 链表头指针
data, 要追加的数据
返回：链表头指针

（2） 函数原型list_t *list_remove(list_t *list, void *data)
函数功能：将给定的元素从链表中移除。
输入参数：list, 链表头指针
data, 要移除的数据
返回：链表头指针

（3） 函数原型：int list_getnumber(list_t *list)
函数功能：计算链表结点个数并返回。
输入参数：list, 链表头指针
返回：链表中结点的个数

3. 测试分析：
为了进行测试，定义了stu_data结构体类型，以及一个数组，用于存放测试数据。另外，写了一个函数void display_stulist(list_t *list)，用于显示列表中的所有数据。具体如下：

（1）数据结构与测试数据：
typedef struct stu_data{
char ID[9];
int age;
char name[14];
} stu_data;

static stu_data stu[15][3] = {
{"69231100", 20, "zhang"},
{"69231101", 22, "wang"},
{"69231102", 21, "li"},
{"69231103", 20, "zhao"},
{"69231104", 23, "qian"},

{"69231105", 20, "sun"},
{"69231106", 20, "zhou"},
{"69231107", 21, "wu"},
{"69231108", 24, "wang"},
{"69231109", 20, "liu"},

{"69231110", 21, "liu"},
{"69231111", 22, "wang"},
{"69231112", 20, "liu"},
{"69231113", 20, "li"},
{"69231114", 23, "liu"},
};

（2）显示结果函数：
函数原型：void display_stulist(list_t *list)
函数功能：打印链表list中的所有数据，如果链表为空，则打印" list is null!"。
输入参数：list, 链表头指针
返回：无

三．详细设计：

1. list_t *list_append(list_t *list, void *data)
流程图如下：




2. list_t *list_remove(list_t *list, void *data)
流程图如下：


3. int list_getnumber(list_t *list)
流程图如下：



四．原代码

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

/* list_t */
typedef struct list_t{
void *data;
struct list_t *next;
} list_t;

list_t *list_append(list_t *list, void *data)
{
list_t *entry, *prev;

entry = (list_t*)malloc(sizeof(list_t)); /* 为entry分配存储空间 */
if (!entry)
return NULL;
entry->data = data;
entry->next = NULL;

if (!list) /* 如果列表为空，则返回刚刚创建的结点 */
return entry;

for (prev = list; prev->next; prev = prev->next) ; /* 将prev指针移到列表末尾 */

prev->next = entry; /* 将新创建的结点加到列表末尾 */
return list;
}

list_t *list_remove(list_t *list, void *data)
{
list_t *entry, *prev;

for (prev = NULL, entry = list; entry; prev = entry, entry = entry->next) {
if (entry->data == data) {
if (prev)
prev->next = entry->next;
else
list = entry->next;
free(entry); /* 释放由list_append中的malloc分配的存储空间 */
break;
}
}
return list;
}

int list_getnumber(list_t *list)
{
list_t *prev;
int i=0;

if (!list)
return 0;

for (prev = list; prev->next; prev = prev->next, i++) ;
return i;
}


/* for test */

typedef struct stu_data{
char ID[9];
int age;
char name[14];
} stu_data;

static stu_data stu[15][3] = {
{"69231100", 20, "zhang"},
{"69231101", 22, "wang"},
{"69231102", 21, "li"},
{"69231103", 20, "zhao"},
{"69231104", 23, "zhang"},

{"69231105", 20, "liu"},
{"69231106", 20, "han"},
{"69231107", 21, "zhang"},
{"69231108", 24, "wang"},
{"69231109", 20, "liu"},

{"69231110", 21, "liu"},
{"69231111", 22, "wang"},
{"69231112", 20, "liu"},
{"69231113", 20, "li"},
{"69231114", 23, "liu"},
};

void display_stulist(list_t *list)
{
list_t *prev;
int i = 0;

if (!list) {
printf(" list is null!/n");
return;
}
printf("ID age name/n");
printf("----------------------------/n");

for (prev = list; prev->next; prev = prev->next,i++) {
if (i%5 == 0)
printf("/n");
printf("%s %d %s /n", (char*)((stu_data*)prev->data)->ID, ((stu_data*)prev->data)->age, (char*)((stu_data*)prev->data)->name);
}
}

void test_function(void)
{
list_t *list = NULL;
int i = 0;

/* test 1: init value of list */
printf("/ntest 1: init value of list. /n");
printf(" number of list is : %d/n",list_getnumber(list));
display_stulist(list);

/* test 2: append 9 data for list */
printf("/n/ntest 2: append 9 data for list. /n");
for (; i<10; i++) {
list = list_append(list, (void*)stu[i]);
}
printf(" number of list is : %d/n",list_getnumber(list));
display_stulist(list);

/* test 3: remove stu[5] from list. */
printf("/n/ntest 3: remove stu[5] from list./n");
list_remove(list, (void*)stu[5]);
printf(" number of list is : %d/n",list_getnumber(list));
display_stulist(list);

return;

}

int main()
{
test_function();

return 0;
}

五．函数间调用关系：



六．测试结果
1． 截图：


2． 测试结果分析：
（1） test 1 时，由于list=NULL,所以，会输出
“number of list is : 0”
“list is null!”

（2）总共测试数据有15个, 在test 2 时，向列表中追加了9个元素，并将内容打印出来，显示的个数是9。

（3）test 3 时，从列表中移除stu[5]，所以，再打印列表数据时，就没有“69231105”这条记录了，而且，显示的个数是8。