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单向链表的简单实现

2016-07-22 16:41 330 查看
链表有单项链表和双向链表，在这里只讲单项链表的一些功能实现，包括链表的初始化，尾插、尾删，头插、头删，指定结点位置插入元素，删除一个x元素和所有x元素，以及删除指定位置的结点，冒泡排序等

首先定义出链表的结构，包括结点的定义和函数的声明

LinkList.h

#ifndef _LINKLIST_H__
#define _LINKLIST_H__

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

typedef int DataType;
typedef struct LinkNode		//定义一个结点
{
struct LinkNode *next;
DataType data;
}LinkNode,*pLinkNode;
typedef struct LinkList		//定义链表
{
LinkNode *pHead;
}LinkList,*pLinkList;

void Init(pLinkList pList);	//初始化
void Destory(pLinkList pList);	//销毁
void Print(pLinkList pList);	//输出
void PushBack(pLinkList pList,DataType x);	//尾插
void PopBack(pLinkList pList);	//尾删
void PushFront(pLinkList pList,DataType x);	//头插
void PopFront(pLinkList pList);	//头删
pLinkNode Find(pLinkList pList,DataType x);	//公共查找函数
void Insert(pLinkList pList,pLinkNode pos,DataType x);	//指定结点位置插入
void Remove(pLinkList pList,DataType x);	//删除一个X元素
void RemoveAll(pLinkList pList,DataType x);	//删除所有X元素
void Erase(pLinkList pList,pLinkNode pos);	//删除指定位置的结点
void BubbleSort(pLinkList pList);	//冒泡排序

#endif //_LINKLIST_H__
接下来就是各函数的实现部分：

@初始化:

只需将函数的头指针置为空



void Init(pLinkList pList)	//初始化
{
assert(pList);
pList->pHead = NULL;
}

@尾插：

首先得创建一个新结点，然后找到最后一个结点，将最后一个节点的next指针指向新结点








void PushBack(pLinkList pList,DataType x)	//尾插
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode newnode = NULL;
assert(pList);
cur = pList->pHead;
newnode = BuyNode(x);
//没有结点
if(NULL == pList->pHead)
{
pList->pHead = newnode;
newnode->next = NULL;
return ;
}
//有一个或以上的结点
while(cur->next)
{
cur = cur->next;
}
cur->next = newnode;
newnode->next = NULL;
}

@尾删：

1.链表为空时不操作；2.链表不为空的情况下找到最后一个结点，将其free掉并将前一个结点的next指针置为空



void PopBack(pLinkList pList)	//尾删
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
assert(pList);
//没有结点
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinList is empty!\n");
return ;
}
//有结点
cur = pList->pHead;
while(cur->next)
{
prev = cur;
cur = cur->next;
}
free(cur);
cur = NULL;
prev->next = NULL;
}

@头插：

1.链表如果为空，将pHead指向新创建的结点；2.如果不为空，将pHead指向新创建的结点并将新结点的next指针指向原链表的第一个结点。如图：

[b]


[/b]

[b]@头删：[/b]

[b]1.链表为空时不操作；2.链表[/b]不为空时，将pHead指向第二个结点并将第一个结点free掉

[b]


[/b]



void PopFront(pLinkList pList)	//头删
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode del = NULL;
assert(pList);
//无节点
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
return ;
//有一个或以上结点
cur = pList->pHead;
del = cur;
cur = cur->next;
free(del);
del = NULL;
pList->pHead = cur;
}
@指定结点位置插入新元素：

[b]1.链表为空的情况下不操作；2.链表只有一个结点并且在该结点位置前插入；3.链表有多个结点并找到指定位置插入[/b]

[b]


[/b]



void Insert(pLinkList pList,pLinkNode pos,DataType x)	//指定结点位置插入
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
pLinkNode newnode =	NULL;
assert(pList);
newnode = BuyNode(x);
//无结点时
if(NULL == pList->pHead)
{
pList->pHead = newnode;
newnode->next = NULL;
return ;
}
//有一个结点并且在该结点前插入
if(pList->pHead == pos)
{
PushFront(pList,x);
return ;
}
//有一个以上结点
cur = pList->pHead;
while(cur != pos)
{
prev = cur;
cur = cur->next;
}
prev->next = newnode;
newnode->next = cur;
}
@删除一个指定元素x：

[b]1.空链表的情况下不操作；2.有一个结点时：判断该节点是不是要删除的元素；3.有多个结点时：查找要删除的元素，然后删除[/b]

[b]


[/b]

void Remove(pLinkList pList,DataType x)	//删除一个X元素
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
pLinkNode del = NULL;
assert(pList);
cur = pList->pHead;
prev = pList->pHead;
del = Find(pList,x);
//无结点时
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
//只有一个结点时
if(NULL == cur->next)
{
if(cur->data == x)//该结点元素就是要删除的元素
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
return ;
}
}
//有多个结点时
else
{
while(cur)
{
if(cur->data == x)		//第一个结点就是要删除的元素
{
del = cur;
pList->pHead = cur->next;
free(del);
del = NULL;
return ;
}
prev = cur;
cur = cur->next;		//第二个结点开始，里边有需要删除的元素
while(cur)
{

if(cur->data == x)
{
prev->next = cur->next;
free(cur);
cur = NULL;
return ;
}
prev = cur;
cur = cur->next;
}
}
}
}


[b]@删除所有指定元素x：[/b]

1.链表为空时不操作；2.有一个结点时：判断该结点是不是要删除的元素x；3.有多个结点时：首先判断第一个结点是不是要删除的元素x，如果是，删除并继续向后寻找，直到遍历完整个链表；如果不是，就从第二个结点开始遍历






void RemoveAll(pLinkList pList,DataType x)	//删除所有X元素
{
pLinkNode prev = NULL;
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
//空链表
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
cur = pList->pHead;
//链表有一个结点
if(NULL == cur->next)
{
if(cur->data == x)//并且该结点元素就是要删除的元素
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
return ;
}
}
//链表有多个结点
cur = cur->next;
prev = pList->pHead;
while(cur)
{
if(prev->data == x)//第一个结点是要删除的元素x
{
pList->pHead = prev->next;
free(prev);
prev = NULL;
}
if(cur->data == x)//要删除的元素存在于第一个结点之后
{
prev->next = cur->next;
free(cur);
cur = NULL;
cur = prev;
}
prev = cur;
cur = cur->next;
}
}
@删除指定位置的结点：

1.空链表时不操作；2.有一个结点时：判断该节点是不是要删除的结点pos；3.有多个结点时：判断第一个结点是不是要删除的结点，如果是，就将第一个结点删除并直接返回；如果不是，应继续遍历此链表知道找到要删除的结点






void Erase(pLinkList pList,pLinkNode pos)	//删除指定位置的结点
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
assert(pList);
//空链表
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
cur = pList->pHead;
//一个节点
if(NULL == cur->next)
{
if(cur == pos)//判断这个结点是不是要删除的结点
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
}
return ;
}
//第一个结点就是要删除的结点
if(pos == cur)
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
}
//链表有多个结点
cur = cur->next;
prev = pList->pHead;
while(cur)
{
if(cur == pos)
{
prev->next = cur->next;
free(cur);
return ;
}
prev = cur;
cur = cur->next;
}
}
@排序（此处用冒泡排序）：

1.链表为空或者链表只有一个结点时：不需要排序；

2.排序时应定义一个尾指针来控制循环的次数






void BubbleSort(pLinkList pList)	//冒泡排序
{
pLinkNode tail = NULL;
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
if((pList->pHead == NULL)||(pList->pHead->next == NULL))
{
printf("LinkList do not need to sort!\n");
return ;
}
cur = pList->pHead;
while(cur != tail)
{
while(cur->next != tail)
{
if(cur->data < cur->next->data)
{
DataType tmp = cur->data;
cur->data = cur->next->data;
cur->next->data = tmp;
}
cur = cur->next;
}
tail = cur;
cur = pList->pHead;
}
}
由于在实现某些函数时要创建一个新结点或者寻找一个结点位置，因此这里可以写两个函数来实现。以下是所有函数的实现：

LinkList.c

#include"LinkList.h"

void Init(pLinkList pList)	//初始化
{
assert(pList);
pList->pHead = NULL;
}
void Destory(pLinkList pList)	//销毁
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode del = NULL;
assert(pList);
cur = pList->pHead;
if(NULL == pList->pHead)//空链表
return ;
while(cur)		//有一个或以上结点
{
del = cur;
cur = cur->next;
free(del);
del = NULL;
}
pList->pHead = NULL;
}
void Print(pLinkList pList)	//输出
{
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
cur = pList->pHead;
while(cur)
{
printf("%d->",cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("over!\n");
}
pLinkNode BuyNode(DataType x)//创建一个新结点
{
pLinkNode NewNode = NULL;
NewNode = (pLinkNode)malloc(sizeof(LinkNode));
if(NULL == NewNode)
{
printf("out of memory!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
NewNode->data = x;
return NewNode;
}
void PushBack(pLinkList pList,DataType x)	//尾插
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode newnode = NULL;
assert(pList);
cur = pList->pHead;
newnode = BuyNode(x);
//没有结点
if(NULL == pList->pHead)
{
pList->pHead = newnode;
newnode->next = NULL;
return ;
}
//有一个或以上的结点
while(cur->next)
{
cur = cur->next;
}
cur->next = newnode;
newnode->next = NULL;
}
void PopBack(pLinkList pList)	//尾删
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
assert(pList);
//没有结点
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinList is empty!\n");
return ;
}
//有结点
cur = pList->pHead;
while(cur->next)
{
prev = cur;
cur = cur->next;
}
free(cur);
cur = NULL;
prev->next = NULL;
}
void PushFront(pLinkList pList,DataType x)	//头插
{
pLinkNode newnode = NULL;
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
newnode = BuyNode(x);
//没有结点
if(NULL == pList->pHead)
{
pList->pHead = newnode;
newnode->next = NULL;
return ;
}
//有一个或以上结点
cur = pList->pHead;
pList->pHead = newnode;
newnode->next = cur;
}
void PopFront(pLinkList pList)	//头删
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode del = NULL;
assert(pList);
//无节点
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
return ;
//有一个或以上结点
cur = pList->pHead;
del = cur;
cur = cur->next;
free(del);
del = NULL;
pList->pHead = cur;
}
pLinkNode Find(pLinkList pList,DataType x)	//公共查找函数
{
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return pList->pHead;
}
cur = pList->pHead;
while(cur)
{
if(cur->data == x)
return cur;
cur = cur->next;
}
}
void Insert(pLinkList pList,pLinkNode pos,DataType x)	//指定结点位置插入
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
pLinkNode newnode =	NULL;
assert(pList);
newnode = BuyNode(x);
//无结点时
if(NULL == pList->pHead)
{
pList->pHead = newnode;
newnode->next = NULL;
return ;
}
//有一个结点并且在该结点前插入
if(pList->pHead == pos)
{
PushFront(pList,x);
return ;
}
//有一个以上结点
cur = pList->pHead;
while(cur != pos)
{
prev = cur;
cur = cur->next;
}
prev->next = newnode;
newnode->next = cur;
}
void Remove(pLinkList pList,DataType x)	//删除一个X元素
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
pLinkNode del = NULL;
assert(pList);
cur = pList->pHead;
prev = pList->pHead;
del = Find(pList,x);
//无结点时
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
//只有一个结点时
if(NULL == cur->next)
{
if(cur->data == x)//该结点元素就是要删除的元素
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
return ;
}
}
//有多个结点时
else
{
while(cur)
{
if(cur->data == x)		//第一个结点就是要删除的元素
{
del = cur;
pList->pHead = cur->next;
free(del);
del = NULL;
return ;
}
prev = cur;
cur = cur->next;		//第二个结点开始，里边有需要删除的元素
while(cur)
{

if(cur->data == x)
{
prev->next = cur->next;
free(cur);
cur = NULL;
return ;
}
prev = cur;
cur = cur->next;
}
}
}
}
void RemoveAll(pLinkList pList,DataType x)	//删除所有X元素
{
pLinkNode prev = NULL;
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
//空链表
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
cur = pList->pHead;
//链表有一个结点
if(NULL == cur->next)
{
if(cur->data == x)//并且该结点元素就是要删除的元素
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
return ;
}
}
//链表有多个结点
cur = cur->next;
prev = pList->pHead;
while(cur)
{
if(prev->data == x)//第一个结点是要删除的元素x
{
pList->pHead = prev->next;
free(prev);
prev = NULL;
}
if(cur->data == x)//要删除的元素存在于第一个结点之后
{
prev->next = cur->next;
free(cur);
cur = NULL;
cur = prev;
}
prev = cur;
cur = cur->next;
}
}
void Erase(pLinkList pList,pLinkNode pos)	//删除指定位置的结点
{
pLinkNode cur = NULL;
pLinkNode prev = NULL;
assert(pList);
//空链表
if(NULL == pList->pHead)
{
printf("LinkList is empty!\n");
return ;
}
cur = pList->pHead;
//一个节点
if(NULL == cur->next)
{
if(cur == pos)//判断这个结点是不是要删除的结点
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
}
return ;
}
//第一个结点就是要删除的结点
if(pos == cur)
{
free(cur);
cur = NULL;
pList->pHead = NULL;
}
//链表有多个结点
cur = cur->next;
prev = pList->pHead;
while(cur)
{
if(cur == pos)
{
prev->next = cur->next;
free(cur);
return ;
}
prev = cur;
cur = cur->next;
}
}
void BubbleSort(pLinkList pList)	//冒泡排序
{
pLinkNode tail = NULL;
pLinkNode cur = NULL;
assert(pList);
if((pList->pHead == NULL)||(pList->pHead->next == NULL))
{
printf("LinkList do not need to sort!\n");
return ;
}
cur = pList->pHead;
while(cur != tail)
{
while(cur->next != tail)
{
if(cur->data < cur->next->data)
{
DataType tmp = cur->data;
cur->data = cur->next->data;
cur->next->data = tmp;
}
cur = cur->next;
}
tail = cur;
cur = pList->pHead;
}
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"LinkList.h"

void menu()
{
printf("***********************************\n");
printf("******** 0.结束    1.输出 *********\n");
printf("******** 2.尾插    3.尾删 *********\n");
printf("******** 4.头插    5.头删 *********\n");
printf("******** 6.删除x   7.删除所有x ****\n");
printf("******** 8.插入指定元素 ***********\n");
printf("******** 9.删除指定结点 ***********\n");
printf("******** 10.排序         ***********\n");
}
int main()
{
LinkList mylist;
int input = 1;
DataType data = 0;
DataType p = NULL;
pLinkNode pos = NULL;
Init(&mylist);
while(1)
{
menu();
printf("请输入选项:");
scanf("%d",&input);
printf("\n");
switch(input)
{
case 0:
exit(0);
break;
case 1:
Print(&mylist);
break;
case 2:
printf("请输入插入的数：");
scanf("%d",&data);
PushBack(&mylist,data);
break;
case 3:
PopBack(&mylist);
break;
case 4:
printf("请输入插入的数：");
scanf("%d",&data);
PushFront(&mylist,data);
break;
case 5:
PopFront(&mylist);
break;
case 6:
printf("输入要删除的数：");
scanf("%d",&data);
Remove(&mylist,data);
break;
case 7:
printf("输入要删除的数：");
scanf("%d",&data);
RemoveAll(&mylist,data);
break;
case 8:
printf("请输入要在哪一个位置前插入:");
scanf("%d",&p);
printf("请输入要插入的数：");
scanf("%d",&data);
pos = Find(&mylist,p);
Insert(&mylist,pos,data);
break;
case 9:
printf("输入要删除某个位置的结点:");
scanf("%d",&data);
pos = Find(&mylist,data);
Erase(&mylist,pos);
break;
case 10:
BubbleSort(&mylist);
break;
default:
printf("无效选择!\n");
break;
}
}
Destory(&mylist);
system("pause");
return 0;
}
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标签：  单项链表
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