2.3笔记-不带头结点的单链表
2016-02-16 18:17
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单链表有两种形式:带头结点的单链表和不带头结点的单链表。带头结点的单链表的表示已经在
2.3笔记-线性表的链式表示和实现中做了解释。现在再在这次笔记里对不带头结点的单链表做个解释。不带头结点的单链表L是把头结点去掉,然后关于单链表L的基本操作跟带头结点的单链表的基本操作稍有不同,特别的是在ListInsert函数和ListDelete函数中都加入了对第一个结点的判断,因为在插入和删除中第一个结点和其他结点时操作不同,要改变链表头指针的值。而带头结点的单链表无论插入和删除第几个元素,其操作都是统一的。那么不设头结点的单链表有什么用呢?据高一凡的《数据结构算法分析》说是在第七章会有应用。
不带头结点的单链表的源代码
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
typedef int ElemType;
typedef int Status;
//该链表为不带头结点的单链表
struct LNode{//线性表的单链表结构
ElemType data;
LNode *next;
};
typedef LNode *LinkList;
void InitList(LinkList &L){
//操作结果:构造一个空的线性表
L=NULL;//指针为空,此处只设一个空的头指针,如果是带头结点的单链表还要创建一个头结点
}
Status ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e){
//在不设头结点的单链线性表L中第i个位置之前插入元素e
int j=1;//计数器初值为1
LinkList s,p=L;//p指向第一结点
if(i<1) return ERROR;
s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
s->data=e;//给s的data域赋值e
if(i==1)//插在表头
{
s->next=L;//新结点指向原第一结点,成为新的第一结点
L=s;//L指向新结点
}else{
while(p&&j<i-1){
j++;//计数器+1
p=p->next;//p指向下个结点
}
if(!p||j>i-1)
return ERROR;
s->next=p->next;//新结点指向元第i个结点
p->next=s;//原第i-1个结点指向新结点
}
return OK;//插入成功
}
void print(ElemType e){
printf("%d ",e);
}
void ListTraverse(LinkList L,void (*visit)(ElemType )){
//初始条件:线性表L已存在。操作结果:依次对L的每个数据元素调用函数visit()
LinkList p=L->next;
while(p)//p所指结点存在
{
visit(p->data);//对p所指结点调用函数visit()
p=p->next;//p指向下一个结点
}
printf("\n");
}
Status ListEmpty(LinkList L){
//初始条件:线性表L已存在。操作结果:若L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE
if(L)
return FALSE;
else
return TRUE;
}
int ListLength(LinkList L){
//初始条件:线性表L已存在。操作结果;返回L中数据元素的个数
LinkList p;
int i=0;//计数器初值为0
p=L;//p指向第1个结点
while(p){//未到表尾
i++;//计数器+1
p=p->next;//p指向下个结点
}
return i;
}
void DestroyList(LinkList &L){
//初始条件:线性表L已存在。操作结果:销毁线性表L
LinkList q;
while(L){//L指向的结点(非空)
q=L->next;//q指向现在线性表的首元结点
free(L);//释放现在线性表的头结点
L=q;//L指向现头结点
}
}
void ClearList(LinkList L){
//初始条件:线性表L已存在。操作结果:将L重置为空表(只留下头指针和头结点)
//线性表L的结构; L+头结点+头结点指向的单链表
LinkList p=L->next;//p指向第1个结点
L->next=NULL;//将头结点指针域为空,断开头结点和头结点指向的单链表
DestroyList(p);//销毁p所指的单链表
}
int LocateElem(LinkList L,ElemType e, Status(* compare)(ElemType,ElemType)){
//初始条件:线性表L已存在,compare()是数据元素判定函数(满足为1,否则为0)
//操作结果:返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序
//若这样的数据元素不存在,则返回值为0
int i=0;
LinkList p=L;//p指向第1个结点
while(p)//未到表尾
{
i++;
if(compare(p->data,e))//找到这样的数据元素
return i;
p=p->next;//p指向下一个结点
}
return 0;//满足关系的数据元素不存在
}
Status equal(ElemType c1,ElemType c2){
//判断是否相等的函数
if(c1==c2)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType &e){//算法2.8
//L为不设头结点的单链表的头指针。当第i个元素存在时,其值赋给e并返回ok,否则返回ERROR
int j=1;//计数器初值为1
LinkList p=L;//p指向第1个结点
if(i<1) return ERROR;
while(p&&j<i)
{
j++;
p=p->next;//p指向下一个结点
}
if(j==i&&p)//存在第i个元素
{
e=p->data;//取第i个元素的值赋给e
return OK;
}
return ERROR;//不存在第i个元素,失败返回ERROR
}
Status PriorElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType &pre_e){
//初始条件:线性表L已存在
//操作结果:若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱,返回ok,否则操作失败,pre_ew无定义,返回ERROR
LinkList q,p=L;//p指向第1个结点
while(p->next){//p所指结点有后继
q=p->next;
if(q->data==cur_e)//p的后继为cur_e
{
pre_e=p->data;//将p所指元素的值赋给pre_e
return OK;//
}
p=q; //p的后继不为cur_e,p向后移
}
return ERROR;
}
Status NextElem(LinkList L,ElemType cur_e,ElemType &next_e){
//初始条件:线性表L已存在
//操作结果:若cur_e是L的数据元素,且不是最后一个,则用next_e 返回它的后继,返回OK
LinkList p=L;//p指向第一个结点
while(p->next) //p所指结点有后继
{
if(p->data==cur_e)//p所指结点的值为cur_e
{
next_e=p->next->data;
return OK;
}
p=p->next;//p指向下个结点
}
return ERROR;
}
Status ListDelete(LinkList L,int i,ElemType &e){//算法2.10 不改变L
//在不设头结点的单链线性表L中,删除第i个元素,并由e返回其值
int j=1;//计数器初值为1
LinkList q,p=L;//p指向第一个结点
if(!L)//表L空
return ERROR;//删除失败
else if(i==1)//删除第一个结点
{
L=p->next;//L由第二个结点开始
e=p->data;//将待删结点的值赋给e
free(p);//删除并释放第一个结点
}else{
while(p->next && j<i-1){//寻找第i个结点,并令p指向其前驱
j++;
p=p->next;//p指向下一个结点
}
if(!p->next || j>i-1)//删除位置不合理
return ERROR;
q=p->next;
p->next=q->next;//待删除结点的前驱指向待删结点的后继
e=q->data;//将待删结点的值赋给e
free(q);//释放待删结点
}
return OK;//删除成功
}
void main(){
LinkList L;//首先定义指针L
ElemType e,e0;
Status i;
int j,k;
InitList(L);//初始化线性表
for(j=1;j<=5;j++)
i=ListInsert(L,1,j);//从L的表头插入j
printf("在L的表头依次插入1~5后,L=");
ListTraverse(L,print);//依次对元素调用print(),输出元素的值
i=ListEmpty(L);//检测表L是否为空
printf("L是否为空?i=%d(1:是 0:否),表L的长度=%d\n",i,ListLength(L));
ClearList(L);//清空表L
printf("清空L后,L=");
ListTraverse(L,print);
i=ListEmpty(L);//检测表L是否为空
printf("L是否为空?i=%d(1:是 0:否),表L的长度=%d\n",i,ListLength(L));
for(j=1;j<=10;j++)
ListInsert(L,j,j);//在L的表尾插入j
printf("在L的表尾依次插入1~10后,L= ");
ListTraverse(L,print);//依次输出表L中的元素
for(j=0;j<=1;j++)
k=LocateElem(L,j,equal);//查找表L中与j相等的元素,并将其在链表中的排序赋给k
if(k) //k不为0,表明有符合条件的元素
printf("第%d个元素的值为%d\n",k,j);
for(j=1;j<=2;j++)//测试头2个数据
{
GetElem(L,j,e0);//把表L中的第j个数据赋给e0
i=PriorElem(L,e0,e);//把表L中的第j个数据赋给e0
if(i==ERROR)
printf("元素%d无前驱\n",e0);
else
printf("元素%d的前驱为%d\n ",e0,e);
}
for(j=ListLength(L)-1;j<=ListLength(L);j++) //最后2个数据
{
GetElem(L,j,e0);//把表L中的第j个数据赋给e0
i=NextElem(L,e0,e);//求e0的后继,如成功,将值赋给e
if(i==ERROR)
printf("元素%d无后继\n",e0);
else
printf("元素%d有后继%d\n",e0,e);
}
k=ListLength(L);//k为表长
for(j=k+1;j>=k;j--)
{
i=ListDelete(L,j,e);//删除第j个数据
if(i==ERROR)//表中不存在第j个数据
printf("删除第%d个元素失败(不存在此元素)。",j);
else //表中存在第j个数据,删除成功,其值赋给e
printf("删除第%d个元素成功,其值为%d\n",j,e);
}
printf("依次输出L的元素:");
ListTraverse(L,print);//依次输出表L中的元素
DestroyList(L);//销毁表L
printf("销毁L后,L=%u\n",L);
}
运行结果:
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