学习笔记------数据结构(C语言版) 扩展的线性单链表及归并
2016-01-15 09:23
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//Function realization.cpp
//main.cpp
//ExtenLinkedList.h
//predefined.h
#include"predefined.h"
#include"ExtenLinkedList.h"
Status MakeNode_E(Link *p,ElemType e)
//分配由p指向的值为e的结点，并返回OK；
//若分配失败，则返回ERROE。
{
(*p)=(Link)malloc(sizeof(LNode));
if(!(*p)) exit(OVERFLOW);
(**p).data=e;
(**p).next=NULL;
return OK;
}
void FreeNode_E(Link *p)
//释放p所指的结点。
{
free(*p);
*p=NULL;
}
Status InitList_E(LinkList *L)
//构造一个空的线性链表L。
{
Link p;
p=(Link)malloc(sizeof(LNode));
if(!p) exit(OVERFLOW);
(*p).next=NULL;
(*p).data=0;
(*L).head=(*L).tail=p;
(*L).len=0;
return OK;
}
Status DestroyList_E(LinkList *L)
//销毁线性链表L，L不再存在。
{
Link p,q;
p=(*L).head;
while(p)
{
q=p;
p=(*p).next;
free(q);
}
(*L).head=(*L).tail=NULL;
(*L).len=0;
return OK;
}
Status ClearList_E(LinkList *L)
//将线性链表L重置为空表，并释放原链表的结点空间。
{
Link p,q;
p=(*(*L).head).next;
while(p)
{
q=p;
p=(*p).next;
free(q);
}
(*(*L).head).next=NULL;
(*L).len=0;
(*L).tail=(*L).head;
return OK;
}
Status InsFirst_E(LinkList *L,Link h,Link s)
//已知h指向线性链表的头结点,将s所指结点插入在第一个结点之前。
{
(*s).next=(*h).next;
(*h).next=s;
(*L).len++;
if((*L).tail==h) (*L).tail=s;
return OK;
}
Status DelFirst_E(LinkList *L,Link h,Link *q)
//已知h指向线性链表的头结点，删除链表中的第一个结点并以q返回。
{
if(!((*h).next)) return ERROR;
if(!(*(*h).next).next) (*L).tail=(*L).head;
*q=(*h).next;
(*h).next=(*(*h).next).next;
(*L).len--;
return OK;
}
Status Append_E(LinkList *L,Link s)
//将指针s所指(彼此以指针相连)的一串结点链接在线性表L的最后一个结点
//之后，并改变链表L的尾指针指向新的尾结点。
{
Link p,q;
int count=0;
p=(*L).tail;
(*p).next=s;
while(s)
{
q=s;
s=(*s).next;
count++;
}
(*L).tail=q;
(*L).len+=count;
return OK;
}
Status Remove_E(LinkList *L,Link *q)
//删除线性链表L中的尾结点并以q返回，改变链表L的尾指针指向新的尾结点。
{
Link p,r;
p=(*L).head;
if(p)
{
while((*p).next)
{
r=p;
p=(*p).next;
}
(*r).next=NULL;
*q=p;
(*L).tail=r;
(*L).len--;
return OK;
}
*q=NULL;
return FALSE;
}
Status InsBefore_E(LinkList *L,Link *p,Link s)
//已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之前，
//并修改指针p指向新插入的结点。
{
if(!(*p)||(*L).head==*p||!(*L).head) return ERROR;
Link q,r;
q=(*L).head;
while(!(q==*p))
{
r=q;
q=(*q).next;
if(!q) return ERROR;
}
(*s).next=*p;
(*r).next=s;
*p=s;
(*L).len++;
return OK;
}
Status InsAfter_E(LinkList *L,Link *p,Link s)
//已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之后，
//并修改指针p指向新插入的结点。
{
if(!(*p)||!(*L).head) return ERROR;
Link q;
(*s).next=(**p).next;
(**p).next=s;
if(!(**p).next) (*L).tail=s;
*p==s;
(*L).len++;
return OK;
}
Status SetCurElem_E(Link *p,ElemType e)
//已知p指向线性链表中的一个结点，用e更新p所指结点中数据元素的值。
{
if(!(*p)) return ERROR;
(**p).data=e;
return OK;
}
ElemType GetCurElem_E(Link p)
//已知p指向线性链表中的一个结点，返回p所指结点中数据元素的值。
{
if(!p) return ERROR;
return (*p).data;
}
Status ListEmpty_E(LinkList L)
//若线性表L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE。
{
if(L.len==0) return TRUE;
else return FALSE;
}
int ListLength_E(LinkList L)
//返回线性链表L中元素的个数。
{
return L.len;
}
Position GetHead_E(LinkList L)
//返回线性链表L中头结点的位置。
{
return L.head;
}
Position GetLast_E(LinkList L)
//返回线性链表L中最后一个结点的位置。
{
return L.tail;
}
Position PriorPos_E(LinkList L,Link p)
//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点的直接前驱的位置，
//若无前驱，则返回NULL。
{
if((L.head==p)||(*L.head).next==p) return NULL;
Link q,r;
q=L.head;
while(!(q==p))
{
r=q;
q=(*q).next;
if(!q) return NULL;
}
return r;
}
Position NextPos_E(LinkList L,Link p)
//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点的直接后继的位置，
//若无后继，则返回NULL。
{
return (*p).next;
}
Status LocatePos_E(LinkList L,int i,Link *p)
//返回p指示线性链表L中第i个结点的位置并返回OK，i值不合法时返回ERROR。
{
*p=L.head;
if(i<0||i>L.len) return ERROR;
while(*p&&i>0)
{
(*p)=(**p).next;
i--;
}
return OK;
}
Position LocateElem_E(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
//返回链表L中第1个与e满足函数compare()判定关系的元素的位置，
//若不存在这样的元素，则返回NULL。
{
Link p;
p=(*(L).head).next;
while(p&&!compare((*p).data,e))
p=(*p).next;
return p;
}
Status ListTraverse_E(LinkList L,Status(*visit)(ElemType))
//依次对L中每个元素调用函数visit()。一旦visit()失败，则操作失败。
{
Link p;
int i;
p=(*(L).head).next;
for(i=0;i<L.len;i++)
{
visit((*p).data);
p=(*p).next;
}
return OK;
}
Status ListInsert_L_E(LinkList *L,int i,ElemType e)
//算法2.20：在带头结点的单链线性表L的第i个元素之前插入元素e
{
Link h,s;
if(!LocatePos_E(*L,i-1,&h)) return ERROR;
if(!MakeNode_E(&s,e)) return ERROR;
InsFirst_E(L,h,s);
return OK;
}
Status MergList_L_E(LinkList *La,LinkList *Lb,LinkList *Lc,int (*compare)(ElemType,ElemType))
//算法2.21：已知单链线性表La和Lb的元素按值非递减排列。
//归并La和La得到新的单链线性表Lc，Lc的元素也按值非递减排列。
{
Position ha,hb,pa,pb;
ElemType a,b;
Link q;
if(!InitList_E(Lc)) return ERROR;
ha=GetHead_E(*La);
hb=GetHead_E(*Lb);
pa=NextPos_E(*La,ha);
pb=NextPos_E(*Lb,hb);
while(pa&&pb)
{
a=GetCurElem_E(pa);
b=GetCurElem_E(pb);
if(compare(a,b)<=0)
{
DelFirst_E(La,ha,&q);
InsFirst_E(Lc,(*Lc).tail,q);
pa=NextPos_E(*La,ha);
}
else
{
DelFirst_E(Lb,hb,&q);
InsFirst_E(Lc,(*Lc).tail,q);
pb=NextPos_E(*Lb,hb);
}
}
if(pa) Append_E(Lc,pa);
else Append_E(Lc,pb);
FreeNode_E(&ha);
FreeNode_E(&hb);
return OK;
}//main.cpp
#include"predefined.h"
#include"ExtenLinkedList.h"
Status visit(ElemType e)
{
printf("%d ",e);
return OK;
}
Status CmpGreater(ElemType m,ElemType n)
{
if(m>n) return TRUE;
else return FALSE;
}
int main()
{
LinkList La,Lb,Lc;
Status s;
int n,m,i;
Link p,q,ss;
ElemType e;
printf("Function 1\n★函数InitList_E(LinkList *L)测试...\n");
s=InitList_E(&La);
printf("▲初始化扩展的单链表La: %d (0:失败 1:成功)\n\n",s);
printf("Function 2\n★函数ListEmpty_E(LinkList L)测试...\n");
s=ListEmpty_E(La);
printf("▲表La是否为空表: %d (0:否 1:是)\n\n",s);
printf("Function 3\n★函数ListInsert_L_E(LinkList *L,int i,ElemType e)测试...\n");
printf("▲请输入准备向La输入的个数：");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("▲请输入La第%d个数：",i);
scanf("%d",&m);
s=ListInsert_L_E(&La,i,m);
printf("▲插入成功?:%d (1:成功 0:失败)\n",s);
}
printf("\n");
printf("Function 4\n★函数ListTraverse_E(LinkList L,Status(*visit)(ElemType))测试...\n");
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 5\n★函数ListLength_E(LinkList L)测试...\n");
s=ListLength_E(La);
printf("▲La的长度为：%d\n\n",s);
printf("Function 6\n★函数LocatePos_E(LinkList L,int i,Link *p)测试...\n");
LocatePos_E(La,3,&p);
printf("▲表La第3个元素\"%d\"的地址为：0x%x\n\n",(*p).data,p);
printf("Function 7\n★函数PriorPos_E(LinkList L,Link p)测试...\n");
q=PriorPos_E(La,p);
printf("▲指针p指向的元素\"%d\"的前驱元素为\"%d\"\n\n",(*p).data,(*q).data);
printf("Function 8\n★函数NextPos_E(LinkList L,Link p)测试...\n");
q=NextPos_E(La,p);
printf("▲指针p指向的元素\"%d\"的后继元素为\"%d\"\n\n",(*p).data,(*q).data);
printf("Function 9\n★函数LocateElem_E(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))测试...\n");
p=LocateElem_E(La,3,CmpGreater);
printf("▲表La中第一个大于3的元素\"%d\"的地址为：0x%x\n\n",(*p).data,p);
printf("Function 10\n★函数MakeNode_E(Link *p,ElemType e)测试...\n");
printf("▲创建结点p...\n");
MakeNode_E(&p,111);
printf("▲创建结点q...\n\n");
MakeNode_E(&q,222);
printf("Function 11\n★函数GetCurElem_E(Link p)测试...\n");
e=GetCurElem_E(p);
printf("▲结点p的值：%d\n",e);
e=GetCurElem_E(q);
printf("▲结点q的值：%d\n\n",e);
printf("Function 12\n★函数SetCurElem_E(Link *p,ElemType e)测试...\n");
printf("▲用666替换p结点中的值...\n");
SetCurElem_E(&p,666);
e=GetCurElem_E(p);
printf("▲结点p的值：%d\n\n",e);
printf("Function 13\n★函数FreeNode_E(Link *p)测试...\n");
printf("▲销毁p结点前：");
p?printf("p存 在！！！\n"):printf("p不存在！！！\n");
FreeNode_E(&p);
printf("▲销毁p结点后：");
p?printf("p存 在！！！\n\n"):printf("p不存在！！！\n\n");
printf("Function 14\n★函数Append_E(LinkList *L,Link s)测试...\n");
printf("▲将q结点插在La最后一个结点之后...\n");
Append_E(&La,q);
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 15\n★函数Remove_E(LinkList *L,Link *q)测试...\n");
printf("▲删除L中最后一个结点，用p接受最后一个结点...\n");
Remove_E(&La,&p);
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 16\n★函数InsFirst_E(LinkList *L,Link h,Link s)测试...\n");
printf("▲创建值为888的结点p...\n");
MakeNode_E(&p,888);
printf("▲令q指向La中第3个元素...\n");
LocatePos_E(La,3,&q);
printf("▲将p结点插入到以q作为头结点的链表第一个结点之前...\n");
InsFirst_E(&La,q,p);
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 17\n★函数DelFirst_E(LinkList *L,Link h,Link *q)测试...\n");
printf("▲删除La中以第3个结点q为头结点的链表的第一个结点...\n");
DelFirst_E(&La,q,&p);
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 18\n★函数GetHead_E(LinkList L)测试...\n");
p=GetHead_E(La);
printf("▲La的头指针p=La.head=0x%x\n\n",p);
printf("Function 19\n★函数GetLast_E(LinkList L)测试...\n");
q=GetLast_E(La);
printf("▲La的尾指针q=La.tail=0x%x\n\n",q);
printf("Function 20\n★函数InsBefore_E(LinkList *L,Link *p,Link s)测试...\n");
printf("▲创建值为999的结点ss...\n");
MakeNode_E(&ss,999);
printf("▲将结点ss插入到尾结点q之前...\n");
InsBefore_E(&La,&q,ss);
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 21\n★函数InsAfter_E(LinkList *L,Link *p,Link s)测试...\n");
printf("▲创建值为777的结点ss...\n");
MakeNode_E(&ss,777);
printf("▲将结点ss插入到头结点p之后...\n");
InsAfter_E(&La,&p,ss);
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");
printf("Function 22\n★函数ClearList_E(LinkList *L)测试...\n");
printf("▲置空前:");
ListEmpty_E(La)?printf("La为空！！！\n"):printf("La非空！！！\n");
ClearList_E(&La);
printf("▲置空后:");
ListEmpty_E(La)?printf("La为空！！！\n\n"):printf("La非空！！！\n\n");
printf("Function 22\n★函数DestroyList_E(LinkList *L)测试...\n");
printf("▲销毁前:");
(La.head!=NULL&&La.tail!=NULL)?printf("La存 在！！！\n"):printf("La不存在！！！\n");
DestroyList_E(&La);
printf("▲销毁后:");
(La.head!=NULL&&La.tail!=NULL)?printf("La存 在！！！\n\n"):printf("La不存在！！！\n\n");
printf("Function 23\n★函数MergList_L_E(LinkList *La,LinkList *Lb,LinkList *Lc,int (*compare)(ElemType,ElemType))测试...\n");
s=InitList_E(&La);
printf("▲初始化扩展的单链表La: %d (0:失败 1:成功)\n\n",s);
s=InitList_E(&Lb);
printf("▲初始化扩展的单链表Lb: %d (0:失败 1:成功)\n\n",s);
printf("▲请输入准备向La输入的个数：");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("▲请输入La第%d个数：",i);
scanf("%d",&m);
s=ListInsert_L_E(&La,i,m);
printf("▲插入成功?:%d (1:成功 0:失败)\n",s);
}
printf("\n");
printf("▲La中的元素为：La={");
ListTraverse_E(La,visit);
printf("}\n\n");//
printf("▲请输入准备向Lb输入的个数：");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("▲请输入Lb第%d个数：",i);
scanf("%d",&m);
s=ListInsert_L_E(&Lb,i,m);
printf("▲插入成功?:%d (1:成功 0:失败)\n",s);
}
printf("\n");
printf("▲Lb中的元素为：Lb={");
ListTraverse_E(Lb,visit);
printf("}\n\n");
MergList_L_E(&La,&Lb,&Lc,CmpGreater);
printf("▲Lc中的元素为：Lc={");
ListTraverse_E(Lc,visit);
printf("}\n\n");
}//ExtenLinkedList.h
typedef struct LNode//结点类型
{
ElemType data;
struct LNode *next;
}LNode,*Link,*Position;
typedef struct//链表类型
{
Link head,tail;
int len;
}LinkList;
Status MakeNode_E(Link *p,ElemType e);
void FreeNode_E(Link *p);
Status InitList_E(LinkList *L);
Status DestroyList_E(LinkList *L);
Status ClearList_E(LinkList *L);
Status InsFirst_E(LinkList *L,Link h,Link s);
Status DelFirst_E(LinkList *L,Link h,Link *q);
Status Append_E(LinkList *L,Link s);
Status Remove_E(LinkList *L,Link *q);
Status InsBefore_E(LinkList *L,Link *p,Link s);
Status InsAfter_E(LinkList *L,Link *p,Link s);
Status SetCurElem_E(Link *p,ElemType e);
ElemType GetCurElem_E(Link p);
Status ListEmpty_E(LinkList L);
int ListLength_E(LinkList L);
Position GetHead_E(LinkList L);
Position GetLast_E(LinkList L);
Position PriorPos_E(LinkList L,Link p);
Position NextPos_E(LinkList L,Link p);
Status LocatePos_E(LinkList L,int i,Link *p);
Position LocateElem_E(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType));
Status ListTraverse_E(LinkList L,Status(*visit)(ElemType));
Status ListInsert_L_E(LinkList *L,int i,ElemType e);
Status MergList_L_E(LinkList *La,LinkList *Lb,LinkList *Lc,int (*compare)(ElemType,ElemType));
Status visit(ElemType e);
Status CmpGreater(ElemType m,ElemType n);//predefined.h
#include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define INFEASIBLE -1 #define OVERFLOW -2 typedef int Status; typedef int ElemType;
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