單鏈表各種操作詳解

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0#define MAXSIZE 20 /* 存儲空間初始分配量 */typedef int Status;/* Status是函數的類型,其值是函數結果狀態代碼,如OK等 */
typedef int ElemType;/* ElemType類型根據實際情況而定,這里假設為int */typedef struct Node
{ElemType data;struct Node *next;
}Node;
/* 定義LinkList */
typedef struct Node *LinkList;/* 初始化順序線性表 */
Status InitList(LinkList *L)
{*L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 產生頭結點,并使L指向此頭結點 */if(!(*L)) /* 存儲分配失敗 */{return ERROR;}(*L)->next=NULL; /* 指針域為空 */return OK;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在。操作結果:返回L中數據元素個數 */
int ListLength(LinkList L)
{int i=0;LinkList p=L->next; /* p指向第一個結點 */while(p){i++;p=p->next;}return i;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在。操作結果:將L重置為空表 */
Status ClearList(LinkList *L)
{LinkList p,q;p=(*L)->next;           /*  p指向第一個結點 */while(p)                /*  沒到表尾 */{q=p->next;free(p);p=q;}(*L)->next=NULL;        /* 頭結點指針域為空 */return OK;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在 */
/* 操作結果:依次對L的每個數據元素輸出 */
Status ListTraverse(LinkList L)
{LinkList p=L->next;while(p){visit(p->data);p=p->next;}printf("\n");return OK;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在 */
/* 操作結果:依次對L的每個數據元素輸出 */
Status ListTraverseLimit(LinkList L, int n)
{int i = 0;LinkList p=L->next;while(p && i < n){visit(p->data);p=p->next;i++;}printf("\n只顯示 %d 個\n", n);return OK;
}Status visit(ElemType c)
{printf("-> %d ",c);return OK;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作結果:用e返回L中第i個數據元素的值 */
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{int j;LinkList p;		/* 聲明一結點p */p = L->next;		/* 讓p指向鏈表L的第一個結點 */j = 1;		/*  j為計數器 */while (p && j < i)  /* p不為空或者計數器j還沒有等于i時,循環繼續 */{p = p->next;  /* 讓p指向下一個結點 */++j;}if ( !p || j>i )return ERROR;  /*  第i個元素不存在 */*e = p->data;   /*  取第i個元素的數據 */return OK;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在 */
/* 操作結果:返回L中第1個與e滿足關系的數據元素的位序。 */
/* 若這樣的數據元素不存在,則返回值為0 */
int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{int i=0;LinkList p=L->next;while(p){i++;if(p->data==e) /* 找到這樣的數據元素 */return i;p=p->next;}return 0;
}/*  隨機產生n個元素的值,建立帶表頭結點的單鏈線性表L(頭插法) */
void CreateListHead(LinkList *L, int n)
{LinkList p;int i;srand(time(0));                         /* 初始化隨機數種子 */*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));(*L)->next = NULL;                      /*  先建立一個帶頭結點的單鏈表 */for (i=0; i < n; i++){p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /*  生成新結點 */p->data = rand()%100+1;             /*  隨機生成100以內的數字 */p->next = (*L)->next;(*L)->next = p;						/*  插入到表頭 */}
}/*  隨機產生n個元素的值,建立帶表頭結點的單鏈線性表L(尾插法) */
void CreateListTail(LinkList *L, int n)
{LinkList p,r;int i;srand(time(0));                      /* 初始化隨機數種子 */*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L為整個線性表 */r=*L;                                /* r為指向尾部的結點 */for (i=0; i < n; i++){p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); /*  生成新結點 */p->data = rand()%100+1;           /*  隨機生成100以內的數字 */r->next=p;                        /* 將表尾終端結點的指針指向新結點 */r = p;                            /* 將當前的新結點定義為表尾終端結點 */}r->next = NULL;                       /* 表示當前鏈表結束 */
}/* 初始條件:順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L), */
/* 操作結果:在L中第i個位置之前插入新的數據元素e,L的長度加1 */
Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e)
{int j;LinkList p,s;p = *L;     /* 聲明一個結點 p,指向頭結點 */j = 1;while (p && j < i)     /* 尋找第i個結點 */{p = p->next;++j;}if (!p || j > i)return ERROR;   /* 第i個元素不存在 */s = (LinkList)malloc(sizeof(Node));  /*  生成新結點(C語言標準函數) */s->data = e;s->next = p->next;      /* 將p的后繼結點賦值給s的后繼  */p->next = s;          /* 將s賦值給p的后繼 */return OK;
}/* 初始條件:順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作結果:刪除L的第i個數據元素,并用e返回其值,L的長度減1 */
Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{int j;LinkList p,q;p = *L;j = 1;while (p->next && j < i)	/* 遍歷尋找第i個元素 */{p = p->next;++j;}if (!(p->next) || j > i)return ERROR;           /* 第i個元素不存在 */q = p->next;p->next = q->next;			/* 將q的后繼賦值給p的后繼 */*e = q->data;               /* 將q結點中的數據給e */free(q);                    /* 讓系統回收此結點,釋放內存 */return OK;
}/* 單鏈表反轉/逆序 */
LinkList ListReverse(LinkList L)
{LinkList current,pnext,prev;if(L == NULL || L->next == NULL)return L;current = L->next;  /* p1指向鏈表頭節點的下一個節點 */pnext = current->next;current->next = NULL;while(pnext){prev = pnext->next;pnext->next = current;current = pnext;pnext = prev;}//printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data);L->next = current;  /* 將鏈表頭節點指向p1 */return L;
}LinkList ListReverse2(LinkList L)
{LinkList current, p;if (L == NULL){return NULL;}current = L->next;while (current->next != NULL){p = current->next;current->next = p->next;p->next = L->next;L->next = p;ListTraverse(L);printf("current = %d, \n", current -> data);}return L;
}LinkList ListReverse3(LinkList L)
{LinkList newList;    //新鏈表的頭結點LinkList tmp;       //指向L的第一個結點,也就是要摘除的結點//參數為空或者內存分配失敗則返回NULLif (L == NULL || (newList = (LinkList)malloc(sizeof(Node))) == NULL){return ERROR;}//初始化newListnewList->data = L->data;newList->next = NULL;//依次將L的第一個結點放到newList的第一個結點位置while (L->next != NULL){tmp = newList->next;         //保存newList中的后續結點newList->next = L->next;       //將L的第一個結點放到newList中L->next = L->next->next;     //從L中摘除這個結點newList->next->next = tmp;        //恢復newList中后續結點的指針}//原頭結點應該釋放掉,并返回新頭結點的指針free(L);return newList;
}// 獲取單鏈表倒數第N個結點值
Status GetNthNodeFromBack(LinkList L, int n, ElemType *e)
{int i = 0;LinkList firstNode = L;while (i < n && firstNode->next != NULL){//正數N個節點,firstNode指向正的第N個節點i++;firstNode = firstNode->next;printf("%d\n", i);}if (firstNode->next == NULL && i < n - 1){//當節點數量少于N個時,返回NULLprintf("超出鏈表長度\n");return ERROR;}LinkList secNode = L;while (firstNode != NULL){//查找倒數第N個元素secNode = secNode->next;firstNode = firstNode->next;//printf("secNode:%d\n", secNode->data);//printf("firstNode:%d\n", firstNode->data);}*e = secNode->data;return OK;
}// 找到鏈表的中間節點
Status GetMidNode(LinkList L, ElemType *e) {LinkList search, mid;mid = search = L;while (search->next != NULL){//search移動的速度是 mid 的2倍if (search->next->next != NULL){search = search->next->next;mid = mid->next;//printf("search %d\n", search->data);//printf("mid %d\n", mid->data);}else{search = search->next;}}*e = mid->data;return OK;
}int HasLoop(LinkList L)
{int step1 = 1;int step2 = 2;LinkList p = L;LinkList q = L;//while (p != NULL && q != NULL && q->next == NULL)while (p != NULL && q != NULL && q->next != NULL){p = p->next;if (q->next != NULL)q = q->next->next;printf("p:%d, q:%d \n", p->data, q->data);if (p == q)return 1;}return 0;
}int HasLoop2(LinkList L)
{int step1 = 1;int step2 = 2;LinkList p = L;LinkList q = L;while (p != NULL && q != NULL && q->next != NULL){p = p->next;if (q->next != NULL)q = q->next->next;printf("p:%d, q:%d \n", p->data, q->data);if (p == q)return 1;}return 0;
}Status BulidListLoop(LinkList *L, int num)
{int i = 0;LinkList cur = *L;LinkList tail = NULL;if(num <= 0 || L == NULL){return ERROR;}for(i = 1; i < num; ++i){if(cur == NULL){return ERROR;}cur = cur->next;}tail = cur;while(tail->next){tail = tail->next;}tail->next = cur;return OK;
}LinkList RemoveDupNode(LinkList L)//刪除重復結點的算法
{LinkList p,q,r;p=L->next;while(p)    // p用于遍歷鏈表{q=p;while(q->next) // q遍歷p后面的結點,并與p數值比較{if(q->next->data==p->data){r=q->next; // r保存需要刪掉的結點q->next=r->next;   // 需要刪掉的結點的前后結點相接free(r);}elseq=q->next;}p=p->next;}return L;
}int main()
{LinkList L;Status i;int j,k,pos,value;int opp;ElemType e;i=InitList(&L);printf("鏈表L初始化完畢,ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));printf("\n1.整表創建(頭插法) \n2.整表創建(尾插法) \n3.遍歷操作 \n4.插入操作");printf("\n5.刪除操作 \n6.獲取結點數據 \n7.查找某個數是否在鏈表中 \n8.置空鏈表");printf("\n9.鏈表反轉逆序 \n10.求鏈表倒數第N個數 \n11.找到鏈表的中間結點 \n12.判斷鏈表是否有環");printf("\n13.鏈表建環 ");printf("\n14.鏈表去重 ");printf("\n0.退出 \n請選擇你的操作:\n");while(opp != '0'){scanf("%d",&opp);switch(opp){case 1:CreateListHead(&L,10);printf("整體創建L的元素(頭插法):\n");ListTraverse(L);printf("\n");break;case 2:CreateListTail(&L,10);printf("整體創建L的元素(尾插法):\n");ListTraverse(L);printf("\n");break;case 3:ListTraverse(L);printf("\n");break;case 4:printf("要在第幾個位置插入元素?");scanf("%d",&pos);printf("插入的元素值是多少?");scanf("%d",&value);ListInsert(&L,pos,value);ListTraverse(L);printf("\n");break;case 5:printf("要刪除第幾個元素?");scanf("%d",&pos);ListDelete(&L,pos,&e);printf("刪除第%d個元素成功,現在鏈表為:\n", pos);ListTraverse(L);printf("\n");break;case 6:printf("你需要獲取第幾個元素?");scanf("%d",&pos);GetElem(L,pos,&e);printf("第%d個元素的值為:%d\n", pos, e);printf("\n");break;case 7:printf("輸入你需要查找的數:");scanf("%d",&pos);k=LocateElem(L,pos);if(k)printf("第%d個元素的值為%d\n",k,pos);elseprintf("沒有值為%d的元素\n",pos);printf("\n");break;case 8:i=ClearList(&L);printf("\n清空L后:ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));ListTraverse(L);printf("\n");break;case 9:ListReverse2(L);//L=ListReverse3(L);printf("\n反轉L后\n");ListTraverse(L);printf("\n");break;case 10:printf("你要查找倒數第幾個結點的值?");scanf("%d", &value);GetNthNodeFromBack(L,value,&e);printf("倒數第%d個元素的值為:%d\n", value, e);printf("\n");break;case 11:GetMidNode(L, &e);printf("鏈表中間結點的值為:%d\n", e);printf("\n");break;case 12:if( HasLoop(L) ){printf("方法一: 鏈表有環\n");}else{printf("方法一: 鏈表無環\n");}if( HasLoop2(L) ){printf("方法二: 鏈表有環\n");}else{printf("方法二: 鏈表無環\n");}printf("\n");break;case 13:printf("你要在哪個位置開始建環?");scanf("%d", &pos);BulidListLoop(&L, pos);ListTraverseLimit(L, 20);printf("\n");break;case 14:RemoveDupNode(L);ListTraverse(L);printf("\n");break;case 0:exit(0);}}}

延伸閱讀

此文章所在專題列表如下:

  1. 第01話:線性表的概念與定義
  2. 第02話:線性表的抽象數據類型ADT定義
  3. 第03話:線性表的順序存儲結構
  4. 第04話:線性表的初始化
  5. 第05話:線性表的遍歷、插入操作
  6. 第06話:判斷線性表是否為空與置空操作
  7. 第07話:線性表的查找操作
  8. 第08話:線性表刪除某個元素
  9. 線性表順序存儲的優缺點
  10. 線性表鏈式存儲結構的由來與基本概念
  11. 單鏈表的頭指針、頭結點與首元結點
  12. 單鏈表的結構體定義與聲明
  13. 單鏈表的初始化
  14. 單鏈表的插入與遍歷操作
  15. 單鏈表的刪除某個元素的操作
  16. 獲取單鏈表中的指定位置的元素
  17. 查找某數在單鏈表中的位置
  18. 用頭插法實現單鏈表整表創建
  19. 用尾插法實現單鏈表整表創建
  20. 將單鏈表重置為空表
  21. 單鏈表反轉/逆序的兩種方法
  22. 單鏈表反轉/逆序的第三種方法
  23. 求單鏈表倒數第N個數
  24. 用標尺法快速找到單鏈表的中間結點
  25. 如何判斷鏈表是否有環的存在
  26. 單鏈表建環,無環鏈表變有環
  27. 刪除單鏈表中的重復元素


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