LinkList 单链表的实现

LinkList.h

#include "stdio.h"
#include "math.h"
#include "malloc.h"
#include "stdlib.h"

//typedef int DataType;

//LinkNode是链表的结点类型，LinkList是指向链表的指针类型
//如果定义了 LinkList L;则定义了一个链表，L指向该链表的第一个结点
//不带头结点，链表为空，L=NULL;带头结点，链表为空，L->next = NULL;
typedef struct Node{
    DataType data;
    struct Node *next;
}LinkNode, *LinkList;


//初始化单链表,将单链表置空
//将单链表初始化为空。动态生成一个头结点，并将头结点的指针域置空
//根据typedef定义，LinkList 就是 ListNode* ，即 ListNode 的指针；
//根据InitList函数的形参声明，head 变量是 LinkList 类型的指针，即 ListNode 的二级指针。
//因此，*head 才是LinkList类型。
void InitList(LinkList *head) 
{
    if ((*head = (LinkList)malloc(sizeof(LinkNode))) == NULL)
        /*为头结点分配一个存储空间*/
        exit(-1);
        /* exit是一个进程，-1表示异常退出,要包含头文件 "stdlib.h" */
    (*head)->next = NULL;
}

//判断单链表是否为空，就是通过判断头结点的 指针域是否为空
//空返回 1 ; 否则返回 0;
int ListEmpty(LinkList head) 
{
    if (head->next == NULL)
        return 1;
    else
        return 0;
}

//按序号查找操作
//查找单链表中第i个结点。查找成功返回该结点的指针，否则返回NULL标志失败
LinkNode* Get(LinkList head, int i) {
    LinkNode *p;
    int j;
    if (ListEmpty(head))    //不为 0 表示链表为空
        return NULL;
    if (i < 1)              //判断序号是否合法
        return NULL;        
    j = 0;
    p = head;
    while (p->next != NULL && j < i) 
    {
        p = p->next;
        j++;
    }
    if (j == i) 
        return p;          //找到第 i 个结点，返回指针p;
    else
        return NULL;       //如果没找到第 i 个元素，返回NULL;
}


//按内容查找操作
//查找线性表中元素值为 e 的元素
//成功返回对应元素的结点的指针；否则返回NULL，表示失败
LinkNode* LocateElem(LinkList head, DataType e) 
{
    LinkNode* p;
    p = head->next;        //指针p指向第一个结点
    while (p)
    {
        if (p->data != e)
            p = p->next;
        else
            break;
    }
    return p;
}


//定位操作
//按内容查找并返回该结点的序号，称为定位函数
//查找线性表中元素值为 e 的元素，成功返回对应元素的序号，否则返回0;
int LocatePos(LinkList head, DataType e) 
{
    LinkNode* p;
    int i;
    if (ListEmpty(head))  //先判断链表是否为空
        return 0;
    p = head->next;      //指针p指向第一个结点
    i = 1;
    while (p) 
    {
        if (p->data == e)
            return i;
        else 
        {
            p = p->next;
            i++;
        }
    }
    if (!p)           //while 循环完也没有找到e,说明不存在e,返回0;
        return 0;
}


//插入操作
//在单链表中第i个位置插入一个结点，结点的元素值为e,插入成功返回1，失败返回0
int InsertList(LinkList head, int i, DataType e) 
{
    LinkNode *p, *pre;   //指针pre 是指向第i个元素的前驱结点，指针p指向新生成的结点
    int j;
    pre = head;
    j = 0;
    while (pre->next != NULL&&j < i - 1)     //为了找到第i-1个结点
    {
        pre = pre->next;
        j++;
    }
    if (j != i - 1)     //现在j应该等于 i-1,不等于说明没找到，插入位置错误
    {
        printf("插入位置错误");
        return 0;
    }
    if ((p = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode))) == NULL)    
        exit(-1);         //进程异常退出申请新结点失败
    p->data = e;
    //插入结点操作，顺序不能调换
    p->next = pre->next;
    pre->next = p;
    return 1;
}

//删除操作
//删除单链表中的第i个位置的结点。删除成功返回1，失败返回0
int DeleteList(LinkList head, int i, DataType *e) 
{
    LinkNode *p, *pre;
    int j;
    pre = head;
    j = 0;
    while (pre->next != NULL && pre->next->next != NULL && j < i - 1)
        /*判断是否找到前驱结点*/
    {
        pre = pre->next;
        j++;
    }
    if (j != i - 1)      //没有找到要删除的结点位置，说明删除位置错误
    {
        printf("删除位置错误");
        return 0;
    }
    //走到这里j=i-1
    //指针p指向单链表的第i个结点，并将该结点的数据域赋值给 e
    p = pre->next;
    *e = p->data;
    //将前驱结点的指针域指向要删除结点的下一个结点
    pre->next = p->next;
    //释放 p 指向的结点
    free(p);        
    return 1;
}

//求表长操作
//就是返回单链表元素个数
int ListLength(LinkList head) 
{
    LinkNode *p;
    int count = 0;
    p = head;
    while (p->next != NULL) 
    {
        p = p->next;
        count++;
    }
    return count;
}

//销毁链表操作  释放结点空间
void DestoryList(LinkList head) 
{
    LinkNode *p, *q;
    p = head;
    while (p != NULL)
    {
        q = p;
        p = p->next;
        free(q);
    }
}

例
存在两个单链表A和B，其中的元素都是非递减排列，编写算法归并单链表A和B，得到单链表C，C的元素值按照非递减排列。要求表C利用原来表A和B的结点空间，不申请额外空间

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

#define LISTSIZE 100
typedef int DataType;
#include "LinkList.h"

//将链表A和B的元素合并到C中的函数声明
void MergeList(LinkList A, LinkList B, LinkList *C);
void main()
{
    int i;
    DataType a[] = { 6,7,9,14,37,45,65,67 };
    DataType b[] = { 3,7,11,34,45,89 };
    LinkList A, B, C;
    LinkNode *p;
    InitList(&A);
    InitList(&B);
    InitList(&C);

    //将数组a中的元素插入到单链表A中
    for (i = 1; i <= (sizeof(a) / sizeof(a[0])); i++)
    {
        if (InsertList(A, i, a[i - 1]) == 0)
        {
            printf("位置不合法");
            return;
        }
    }
    //将数组b中的元素插入到单链表B中
    for (i = 1; i <= (sizeof(b) / sizeof(b[0])); i++)
    {
        if (InsertList(B, i, b[i - 1]) == 0)
        {
            printf("位置不合法");
            return;
        }
    }
    printf("单链表A中元素有%d个：\n", ListLength(A));
    for (i = 1; i <= ListLength(A); i++) 
    {
        p = Get(A, i);
        if (p)
            printf("%4d", p->data);
    }
    printf("\n");
    printf("单链表B中元素有%d个：\n", ListLength(B));
    for (i = 1; i <= ListLength(B); i++)
    {
        p = Get(B, i);
        if (p)
            printf("%4d", p->data);
    }
    printf("\n");
    MergeList(A, B, &C);
    printf("将单链表A和B合并到C后，C中的元素有%d个：", ListLength(C));
    for (i = 1; i <= ListLength(C); i++)
    {
        p = Get(C, i);
        if (p)
            printf("%4d", p->data);
    }
    printf("\n");
    system("pause");
}

/*单链表A和B中的元素非递减排列，将单链表A和B中的元素合并到C中，
  C中的元素仍然按照递减排列*/
void MergeList(LinkList A, LinkList B, LinkList *C) 
{
    LinkNode *pa, *pb, *pc;  //指向单链表A，B，C的指针
    pa = A->next;
    pb = B->next;
    *C = A;        //将单链表A的头结点作为C的头结点,此时不用释放A头结点
    (*C)->next = NULL;
    pc = *C;
    while (pa && pb)
    {
        if (pa->data <= pb->data)
        {
            //如果A中的元素小于或等于B中的元素，将A中的元素的结点作为C的结点
            pc->next = pa;
            //直接将指赋值给pc,包括了数据域和指针域
            pc = pa;
            pa = pa->next;
        }
        else
        {
            //如果A中的元素大于B中的元素，将B中的元素的结点作为C的结点
            pc->next = pb;
            pc = pb;
            pb = pb->next;
        }
    }
    pc->next = pa ? pa : pb;    //将剩余结点插入到C中
    free(B);                    //释放B的头结点
}

---

以上内容来自《跟我学数据结构》陈锐 葛丽萍编著，尊重作者，购买图书。