基础数据结构-单链表

2024-03-13 13:19:57

#pragma once 

typedef int ELEM_TYPE; 

//有效数据节点结构体设计（头结点借用）
typedef struct Node
{
	ELEM_TYPE data;//数据域   （1.头结点：不保存任何数据    2.有效数据节点：保存有效值）   
	struct Node *next;//指针域  (1.头结点：保存第一个元素的地址    2.有效数据节点：保存下一个有效元素的地址)
}Node, PNode;

/*
//有效数据节点结构体设计
typedef struct Node
{
	union
	{
		int length;
		ELEM_TYPE data;//数据域  存放有效值
	};

	struct Node *next;//指针域  存放下一个有效数据节点的地址
}Node, PNode;

//头结点结构体设计：
typedef struct Head
{
	struct Node *next;//指针域  保存第一个有效数据节点的地址
}Head, *PHead;
*/

//带头结点的单链表有哪些操作函数：
//初始化函数(对于头结点进行赋初值)
void Init_list(struct Node *plist);

//购买一个新节点
struct Node *BuyNode(ELEM_TYPE val);

//头插
bool Insert_head(struct Node *plist, ELEM_TYPE val);

//尾插
bool Insert_tail(struct Node *plist, ELEM_TYPE val);

//按位置插入(pos=0 相当于头插  pos==length 相当于尾插)
bool Insert_pos(struct Node *plist, int pos, ELEM_TYPE val);

//头删
bool Del_head(struct Node *plist);

//尾删
bool Del_tail(struct Node *plist);

//按位置删(pos==0 相当于头删   pos==length-1 相当于尾删（pos==length非法）)
bool Del_pos(struct Node *plist, int pos);
//按值删
bool Del_val(struct Node *plist, ELEM_TYPE val);

//获取值位置  （如果val值存在， 则返回其地址  不然返回NULL）
struct Node* Search(struct Node *plist, ELEM_TYPE val);

//判空
bool IsEmpty(struct Node *plist);

//判满  单链表不存在满这个概念

//获取单链表有效数据节点个数
int Get_length(struct Node *plist);

//清空  相当于直接调用销毁
void Clear(struct Node *plist);

//销毁1（malloc申请来的空间 全部释放掉）
void Destroy(struct Node *plist);

//销毁2
void Destroy2(struct Node *plist);

//打印
void Show(struct Node *plist);

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

/*
需要前驱的操作函数：插入，删除等(让指针p指向头结点，判断依据是下一个节点存不存在，存在的话向后走一步)
	for(struct Node *p=plist; p->next!=NULL; p=p->next);//如果指针p循环外还使用，就提到for外面定义

不需要前驱的操作函数：查找，获取有效值个数，打印等（让指针p指向第一个元素地址，判断依据是当前指向的节点存不存在，存在的话向后走一步）
	for(struct Node *p=plist->next; p!=NULL; p=p->next);
*/


//带头结点的单链表有哪些操作函数：
//初始化函数(对于头结点进行赋初值)
void Init_list(struct Node *plist)
{
	assert(plist != NULL);
	if(NULL == plist)
	{
		return;
	}
	//plist->data;  头结点的数据域不需要赋值
	plist->next = NULL;
}

//购买一个新节点
struct Node *BuyNode(ELEM_TYPE val)
{
	struct Node*pnewnode = (struct Node*)malloc(1 * sizeof(struct Node));
	assert(pnewnode != NULL);
	if(pnewnode == NULL)
	{
		return NULL;
	}
	
	pnewnode->data = val;
	pnewnode->next = NULL; 

	return pnewnode;
}

//头插
bool Insert_head(struct Node *plist, ELEM_TYPE val)
{
	//1.判断参数合法性
	assert(plist != NULL);
	if(NULL == plist)
	{
		return false;
	}

	//2.1申请新节点 （插入一个节点， malloc申请一个节点）
	struct Node*pnewnode = (struct Node*)malloc(1 * sizeof(struct Node));
	assert(pnewnode != NULL);
	if(pnewnode == NULL)
	{
		return false;
	}
	//2.2将val值赋值给新节点
	pnewnode->data = val;
	//pnewnode->next = NULL; //?

	//3.找到合适的插入位置  （因为是头插函数， 所以直接可以得到合适的插入位置）

	//4.插入
	pnewnode->next = plist->next;//因为plist的next域指向首元素地址
	plist->next = pnewnode;

	return true;
}

//尾插
bool Insert_tail(struct Node *plist, ELEM_TYPE val)
{
	//assert

	//1.购买新节点
	struct Node * pnewnode = BuyNode(val);
	assert(pnewnode != NULL);
	if(NULL == pnewnode)
	{
		return false;
	}

	//2.找到合适的插入位置
	struct Node *p = plist;//因为指针p在for循环外面，还要使用，所以定义在for外面
	for(p; p->next!=NULL; p=p->next);
	//此时p指向尾结点

	//3.插入
	pnewnode->next = p->next; //pnewnode->next = NULL;
	p->next = pnewnode;

	return true;
}

//按位置插入(pos=0 相当于头插  pos==length 相当于尾插)
bool Insert_pos(struct Node *plist, int pos, ELEM_TYPE val)
{
	assert(plist != NULL);
	assert(pos >=0 && pos<=Get_length(plist));

	//1.购买新节点
	struct Node * pnewnode = BuyNode(val);
	assert(pnewnode != NULL);
	if(NULL == pnewnode)
	{
		return false;
	}

	//2.找到合适的插入位置   
	struct Node *p = plist; 
	for(int i=0; i<pos; i++)
	{
		p=p->next;
	}

	//3.插入
	pnewnode->next = p->next;
	p->next = pnewnode;

	return true;
}

//头删
bool Del_head(struct Node *plist)
{
	//assert
	if(IsEmpty(plist))//删除需要判空
		return false;


	struct Node *p = plist->next;
	plist->next = p->next;//plist->next = plist->next->next;

	free(p);
	return true;
}

//尾删
bool Del_tail(struct Node *plist)
{
	//assert
	if(IsEmpty(plist))   //删除需要判空
		return false;

	struct Node *p = plist;
	for(p; p->next!=NULL; p=p->next); // 此时p指向尾结点

	struct Node *q = plist;
	for(q; q->next!=p; q=q->next); // 此时q停在尾结点的前面

	q->next = p->next;//q->next = NULL;
	free(p);
	return true;
}

//按位置删(pos==0 相当于头删   pos==length-1 相当于尾删（pos==length非法）)
bool Del_pos(struct Node *plist, int pos)
{
	assert(plist != NULL);
	assert(pos >=0 && pos<Get_length(plist));//length这个位置 可以插不能删
	if(IsEmpty(plist))   //删除需要判空
		return false;

	/*struct Node *p = plist;
	for(int i=0; i<=pos; i++)
	{
		p=p->next;
	}*/

	struct Node *q = plist;
	for(int i=0; i<pos; i++)
	{
		q=q->next;
	}
	struct Node *p = q->next;

	q->next = p->next;
	free(p);
	return true;
}

//按值删
bool Del_val(struct Node *plist, ELEM_TYPE val)
{
	//assert
	struct Node *p = Search(plist, val);
	if(p == NULL)
	{
		return false;
	}

	struct Node *q = plist;
	for(q; q->next!=p; q=q->next);
	//q在待删除节点p的前面

	q->next = p->next;
	free(p);
	return true;
}

//获取值位置  （如果val值存在， 则返回其地址  不然返回NULL）
struct Node* Search(struct Node *plist, ELEM_TYPE val)
{
	//assert
	for(struct Node *p = plist->next; p!=NULL; p=p->next)
	{
		if(p->data == val)
		{
			return p;
		}
	}
	
	return NULL;
}

//判空
bool IsEmpty(struct Node *plist)
{
	//assert

	return plist->next == NULL;
}

//判满  单链表不存在满这个概念

//获取单链表有效数据节点个数
int Get_length(struct Node *plist)
{
	//assert
	int count = 0;
	for(struct Node *p=plist->next; p!=NULL; p=p->next)
	{
		count++;
	}

	return count;
}

//清空  相当于直接调用销毁
void Clear(struct Node *plist)
{
	Destroy(plist);
}

//销毁1（malloc申请来的空间 全部释放掉）
void Destroy(struct Node *plist)
{
	//assert
	//一直循环判断（判断单链表里还有没有节点,如果有,则头删一次）
	/*while(!IsEmpty(plist))
	{
		Del_head(plist);
	}
	plist->next = NULL;*/

	while(plist->next != NULL)
	{
		struct Node *p = plist->next;
		plist->next = p->next;
		free(p);
	}
	plist->next = NULL;
}

//销毁2
void Destroy2(struct Node *plist)
{
	//assert

	struct Node *p = plist->next;
	struct Node *q = NULL;//q先不要赋值为p->next  因为p有可能指向NULL 

	plist->next = NULL;//接下来 就和我头结点没有任何关系了

	while(p != NULL)
	{
		q = p->next;
		free(p);
		p = q;
	}

}

//打印
void Show(struct Node *plist)
{
	for(struct Node *p=plist->next; p!=NULL; p=p->next)
	{
		printf("%d ", p->data);
	}
	printf("\n");
}

#include <stdio.h>
#include "assert.h"
#include <stdlib.h>
#include <vld.h>
//#include "sqlist.h"
//#include "Dsqlist.h"
#include "list.h"

int main()
{
	struct Node head;
	Init_list(&head);

	for(int i=0; i<20; i++)
	{
		Insert_pos(&head, i, i+1);
	}
	Show(&head);

	Insert_head(&head, 100);
	Insert_tail(&head, 200);
	Show(&head);
	printf("length = %d\n", Get_length(&head));

	Del_head(&head);
	Del_tail(&head);
	Show(&head);

	Del_pos(&head, 4);
	Del_val(&head, 14);
	Show(&head);

	printf("length = %d\n", Get_length(&head));

	//Destroy(&head);
	Destroy2(&head);
	//printf("%d\n", sizeof(struct Node));

	return 0;
}

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