链表的基本操作（笔试重点）

链表（Linked list）是一种线性表，但是并不会在物理存储上按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的指针(Pointer)。由于不必须按顺序存储，链表的插入和删除操作可以达到O(1)的复杂度

• 单链表的结构：

• 链表的基本操作（增，删，改，查）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

typedef int data_t;//将int类型用data_t代替

//构造链表节点类型
typedef struct node{
	data_t data;//数据域： 保存链表元素的数值
	struct node* next;//指针域： 保存链表下一个节点的地址
}linklist;

//创建空链表，即链表中只有头节点
linklist *createLinklist(void)
{
	linklist *head = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));//给结构体开空间
	if(NULL == head)
		return NULL;
	head->data = -1;//表示data域无效
	head->next = NULL;
	return head;
}
//判断链表是否为空
int linklist_is_empty(linklist *head)
{
	if(NULL != head)
		return ((head->next == NULL) ? 1: 0);
}
//求链表中节点个数
int getLengthLinklist(linklist *head)
{
	if(NULL == head)
		return -1;
	int num = 0;
	linklist *p = head->next;//p指针指向第一个有效节点
	while(p != NULL)
	{
		num++;
		p = p->next;
	}
	return num;
}

//按位置添加节点
/************************************************************
Descrption:按位置添加节点
	int insertLinklistByPos(linklist *head, int pos, data_t data)
Argument:
	head:链表头节点的地址
	pos:要插入节点的地址 pos:从0开始
	data:要插入节点的data值
Return:
	成功：0
	失败：-1
************************************************************/
int insertLinklistByPos(linklist *head, int pos, data_t data)
{
	if(NULL== head)
		return -1;
	int len = getLengthLinklist(head);//得到链表节点的个数

	//判断位置是否有效  
	if(pos < 0 || pos > len)//有效位置为 0 ~ len
		return -1;
	//给新节点开空间
	linklist *new = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));
	new->data = data;//将要插入的data值赋给新节点的data
	new->next = NULL;
	linklist *p = head;
	
	//找到pos-1位置处节点的地址
	while(pos--)
		p = p->next;	
	//将新节点插入到p节点之后
	new->next = p->next;
	p->next = new;
	return 0;
}

//按位置删除链表中节点
/**********************************************
Description:按位置删除链表中节点
	int deleteLinklistByPos(linklist *head, int pos)
Argument:
	head:链表头节点的地址
	pos:指定要删除节点的位置
Return:
	成功：0
	失败：-1
**********************************************/
int deleteLinklistByPos(linklist *head, int pos)
{
	if(NULL == head)
		return -1;
	//判空
	if(linklist_is_empty(head))
		return -1;
	int len = getLengthLinklist(head);
	//判断位置是否有效
	if(pos < 0 || pos > len-1)//有效位置为 0 ~ len-1
		return -1;
	
	linklist *p = head;
	while(pos--) //找到 pos-1 位置处节点的地址
		p = p->next;
	linklist *q = p->next;//q指针用来保存要删除节点的地址
	p->next = q->next;//将q节点的前一个节点和后一个节点连接
	free(q);
	q = NULL;
	return 0;
}

//按值删除节点
int deleteLinklistByData(linklist *head, data_t data)
{
	if(NULL == head)
		return -1;
	if(linklist_is_empty(head))
		return -1;
	linklist *p = head;
	linklist *q = NULL;
	while(p->next != NULL)
	{
		if(p->next->data == data)
		{
			q = p->next;
			p->next = q->next;
			free(q);
			q = NULL;
		}
		else
			p = p->next;
	}
			return 0;
}

//按值查找节点，返回节点的地址
/*******************************************************
Descrption:按值查找节点，返回节点的地址
	linklist *findLinklistByData(linklist *head, data_t data)
Argument:
	head:链表头节点的地址
	data:要查找的节点的data值
Return:
	成功：查找到的值为data的节点的地址
	失败：NULL
*******************************************************/
linklist *findLinklistByData(linklist *head, data_t data)
{
	if(NULL == head)
		return NULL;
	if(linklist_is_empty(head))//判空
		return NULL;
	linklist *p = head->next;//p指针指向第一个有效节点	
	while(p != NULL)//循环遍历整个链表
	{
		if(p->data == data)//比较链表节点的值是否为 data
			return p;
		else
			p = p->next;
	}
	return NULL;
}

//按位置查找
data_t findLinklistByPos(linklist *head, int pos)
{
	if(head == NULL)
		return -1;
	int len = getLengthLinklist(head);
	if(pos < 0 || pos > len-1)
		return -1;
	linklist *p = head->next;
	while(pos--) //p指向pos位置节点
		p = p->next;
	return (p->data);

}

//按位置修改链表节点的值
int changeLinklistByPos(linklist *head, int pos, data_t data)
{
	if(NULL == head)
		return -1;
	int len = getLengthLinklist(head);
	if(pos < 0 || pos > len-1)
		return -1;

	linklist *p = head->next;
	while(pos--)
		p = p->next;
	p->data = data;
	return 0;

}

//按值修改链表节点的值
int changeLinklistByData(linklist *head, data_t old, data_t new)
{
	linklist *p = findLinklistByData(head, old);
	if(NULL == p)
		return -1;
	p->data = new;

	return 0;
}

//清空链表
int clearLinklist(linklist *head)
{
	if(NULL == head)
		return -1;
	linklist *p = head->next;
	head->next = NULL;
	linklist *q = NULL;

	while(p != NULL)
	{
		q = p->next;//q保存p的下一个节点的地址
		free(p);
		p = q;
	}
	return 0;
}

//销毁链表
void destoryLinklist(linklist **head)
{
	clearLinklist(*head);
	free(*head);
	*head = NULL;
}

//链表的逆序 基于头节点的插入  重点
int reverseLinklist(linklist *head)
{
	if(NULL == head)
		return -1;
	linklist *p = head->next;
	head->next = NULL;
	linklist *q = NULL;
	
	while(p != NULL)
	{
		q = p->next;
		p->next = head->next;
		head->next = p;
		p = q;
	}
	return 0;
}

//打印链表中各个节点的data值
void printLinklist(linklist *head)
{
	if(NULL == head)
		return;

	linklist *p = head->next;//p指针指向第一个有效节点
	while(p != NULL)
	{
		printf("%d ",p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
	return ;
}

//主函数
int main()
{
	linklist *head = createLinklist();
	if(NULL == head)
	{
		printf("malloc failed\n");
		return -1;
	}

	int i=0;
	while(i<10)
	{
		insertLinklistByPos(head, i, i+1);
		i++;
	}
	printLinklist(head);
	
	i=0;
	while(i < 5)
	{
		deleteLinklistByPos(head, 0);
		i++;
	}
	printLinklist(head);

	linklist *p = findLinklistByData(head, 8);
	if(NULL == p)
	{
		printf("No find data\n");
		return -1;
	}
	printf("p->data=%d\n",p->data);
	
	changeLinklistByPos(head, 1, 100);
	printLinklist(head);

	changeLinklistByData(head, 100, 7);
	printLinklist(head);

	reverseLinklist(head);
	printLinklist(head);
	return 0;
}