第四周-项目2 - 建设“单链表”算法库

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 * Copyright (c) 2017,烟台大学计算机学院     
 * All right reserved.     
 * 文件名称：main.cpp    
 * 作者：于嵩     
 * 完成日期：2017年9月25日     
 * 版本号：v1.0     
 *     
 * 问题描述：建设单链表算法库   
 * 输入描述：标准函数输入     
 * 程序输出：标准函数输出  
*/   

算法库包括两个文件：

　　头文件：linklist.h，包含定义顺序表数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；

　　源文件：linklist.cpp，包含实现各种算法的函数的定义

　　

　　采用程序的多文件组织形式，建立如上两个文件，另外再建立一个源文件编制main函数，完成相关的测试工作。

　　测试工作可以采用“渐进”的思路，每次涉及的函数应该尽可能少。

//linklist.h 存放声明
#pragma once
#ifndef LINKLIST_H_INCLUDED
#define LINKLIST_H_INCLUDED

typedef int ElemType;
typedef struct LNode        //定义单链表结点类型
{
ElemType data;
struct LNode *next;     //指向后继结点
}LinkList;
void CreateListF(LinkList *&L, ElemType a[], int n);//头插法建立单链表
void CreateListR(LinkList *&L, ElemType a[], int n);//尾插法建立单链表
void InitList(LinkList *&L);  //初始化线性表
void DestroyList(LinkList *&L);  //销毁线性表
bool ListEmpty(LinkList *L);  //判断线性表是否为空
int ListLength(LinkList *L);  //求线性表长度
void DispList(LinkList *L);  //输出线性表
bool GetElem(LinkList *L, int i, ElemType &e);  //求线性表某个数据元素值
int LocateElem(LinkList *L, ElemType e);  //按元素值查找
bool ListInsert(LinkList *&L, int i, ElemType e);  //插入数据元素
bool ListDelete(LinkList *&L, int i, ElemType &e);  //删除数据元素

#endif // LINKLIST_H_INCLUDED

//linklist.cpp 存放定义
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "linklist.h"

void CreateListF(LinkList *&L, ElemType a[], int n)//头插法建立单链表
{
LinkList *s;
int i;
L = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));     //创建头结点
L->next = NULL;
for (i = 0; i<n; i++)
{
s = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));//创建新结点
s->data = a[i];
s->next = L->next;            //将*s插在原开始结点之前,头结点之后
L->next = s;
}
}

void CreateListR(LinkList *&L, ElemType a[], int n)//尾插法建立单链表
{
LinkList *s, *r;
int i;
L = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));     //创建头结点
L->next = NULL;
r = L;                    //r始终指向终端结点,开始时指向头结点
for (i = 0; i<n; i++)
{
s = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));//创建新结点
s->data = a[i];
r->next = s;          //将*s插入*r之后
r = s;
}
r->next = NULL;           //终端结点next域置为NULL
}

void InitList(LinkList *&L)
{
L = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));     //创建头结点
L->next = NULL;
}
void DestroyList(LinkList *&L)
{
LinkList *p = L, *q = p->next;
while (q != NULL)
{
free(p);
p = q;
q = p->next;
}
free(p);    //此时q为NULL,p指向尾结点,释放它
}
bool ListEmpty(LinkList *L)
{
return(L->next == NULL);
}
int ListLength(LinkList *L)
{
LinkList *p = L;
int i = 0;
while (p->next != NULL)
{
i++;
p = p->next;
}
return(i);
}
void DispList(LinkList *L)
{
LinkList *p = L->next;
while (p != NULL)
{
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
printf("\n");
}
bool GetElem(LinkList *L, int i, ElemType &e)
{
int j = 0;
LinkList *p = L;
while (j<i && p != NULL)
{
j++;
p = p->next;
}
if (p == NULL)            //不存在第i个数据结点
return false;
else                    //存在第i个数据结点
{
e = p->data;
return true;
}
}
int LocateElem(LinkList *L, ElemType e)
{
LinkList *p = L->next;
int n = 1;
while (p != NULL && p->data != e)
{
p = p->next;
n++;
}
if (p == NULL)
return(0);
else
return(n);
}
bool ListInsert(LinkList *&L, int i, ElemType e)
{
int j = 0;
LinkList *p = L, *s;
while (j<i - 1 && p != NULL) //查找第i-1个结点
{
j++;
p = p->next;
}
if (p == NULL)    //未找到位序为i-1的结点
return false;
else            //找到位序为i-1的结点*p
{
s = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));//创建新结点*s
s->data = e;
s->next = p->next;                        //将*s插入到*p之后
p->next = s;
return true;
}
}
bool ListDelete(LinkList *&L, int i, ElemType &e)
{
int j = 0;
LinkList *p = L, *q;
while (j<i - 1 &&
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; p != NULL)    //查找第i-1个结点
{
j++;
p = p->next;
}
if (p == NULL)                //未找到位序为i-1的结点
return false;
else                        //找到位序为i-1的结点*p
{
q = p->next;              //q指向要删除的结点
if (q == NULL)
return false;           //若不存在第i个结点,返回false
e = q->data;
p->next = q->next;        //从单链表中删除*q结点
free(q);                //释放*q结点
return true;
}
}

1.测试单链表的插入　　

#include "linklist.h"
int main()
{
LinkList *L;
InitList(L);
ListInsert(L, 1, 15);
ListInsert(L, 1, 10);
ListInsert(L, 1, 5);
ListInsert(L, 1, 20);
DispList(L);
DestroyList(L);
return 0;
}

2.测试单链表的查找及其其他函数

#include "linklist.h"
#include <stdio.h>
int main()
{
LinkList *L;
ElemType e;
InitList(L);
ListInsert(L, 1, 15);
ListInsert(L, 1, 10);
ListInsert(L, 1, 5);
ListInsert(L, 1, 20);
if (ListEmpty(L))
printf("该线性表为空！\n");
else
printf("该线性表长度为：%d\n", ListLength(L));
if (GetElem(L, 1, e))
printf("取得该元素：%d\n", e);
else
printf("没有找到该元素！\n");
if (!LocateElem(L, 15))
printf("没有找到该元素！\n");
else
printf("该元素序号：%d\n", LocateElem(L, 15));
DispList(L);
DestroyList(L);
return 0;
}

知识点总结：

其实还和前一次建设顺序表的算法库一样，只是单链表的算法库与顺序表有着些许不同，实践中还需要观察它们之间的异同之处。

学习心得：

在定义算法库函数的时候，要考虑到实际处，多运用布尔类型变量即真值0，1作为返回值，这样可以在主函数体中进行多种便捷的运算。