[数据结构]：02-单链表（带头结点）（C语言实现）

已于 2023-03-16 20:39:26 修改
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分类专栏： 数据结构（C语言版） 文章标签： c++ 考研 c语言 数据结构
于 2023-02-22 17:51:13 首次发布
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版权

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前言

已完成内容

单链表实现

01-开发环境

02-文件布局

03-代码

01-主函数

02-头文件

03-LinkedListCommon.cpp

04-LinkedListPositionOperation.cpp

05-LinkedListValueOperation.cpp

结语

前言

        此专栏包含408考研数据结构全部内容，除其中使用到C++引用外，全为C语言代码。使用C++引用主要是为了简化指针的使用，避免二重指针的出现。

已完成内容

[数据结构]：01-顺序表（C语言实现）_Chandni.的博客-优快云博客

[数据结构]：17-双链表（带头结点）（C语言实现）_Chandni.的博客-优快云博客 

单链表实现

01-开发环境

        语言：C/C++14

        编译器：MinGW64

        集成开发环境：CLion2022.1.3

02-文件布局

        请在CLion集成开发环境中创建C++可执行程序，否则无法运行，原因上面已解释。

                        

03-代码

01-主函数

        用于测试和初始化单链表。

#include "./Head/LinkedListData.h"
#include "./Source/LinkedListCommon.cpp"
#include "./Source/LinkedListPositionOperation.cpp"
#include "./Source/LinkedListValueOperation.cpp"

int main() {
    LinkedList L;
    // 为方便测试，这里选择使用数组形式创建单链表
    int array[MaxSize] = {1, 2, 3, 4, 5, 2, 2, 3, 0};
    int select = 1;// 0表示头插法创建；1表示尾插法创建
    LinkedListCreate(L, array, select);
    LinkedListPrint(L);
    printf("-----------------------------\n");

    // 按位置操作
//    // 查询
    int position = 2, value;
//    LinkedListSearchPosition(L, position, value);
//    printf("Search Value = %d\n", value);
//    printf("-----------------------------\n");
//
//    // 插入
//    ElemType insertValue = 80;
//    position = 3;
//    LinkedListInsertPosition(L, position, insertValue);
//    LinkedListPrint(L);
//    printf("-----------------------------\n");
//
//    // 修改
//    ElemType modifyValue = 30;
//    position = 1;
//    LinkedListModifyPosition(L, position, modifyValue);
//    LinkedListPrint(L);
//    printf("-----------------------------\n");
//
//    // 删除
//    position = 3;
//    ElemType deleteValue;
//    LinkedListDeletePosition(L, position, deleteValue);
//    LinkedListPrint(L);
//    printf("-----------------------------\n");

    // 按值操作
    // 插入
//    LinkedListInsertValue(L, 6, 80);
//    LinkedListInsertAllValue(L, 2, 80);
//    LinkedListPrint(L);
//    printf("-----------------------------\n");

    // 删除
//    LinkedListDeleteValue(L, 2);
//    LinkedListDeleteAllValue(L, 2);
//    LinkedListPrint(L);
//    printf("-----------------------------\n");

    // 修改
//    LinkedListModifyValue(L, 2, 80);
//    LinkedListModifyAllValue(L, 2, 80);
//    LinkedListPrint(L);

    // 查找
    ElemType sourceValue = 2;
//    LinkedListSearchValue(L, sourceValue, position);
//    printf("%d at position %d\n", sourceValue, position);
    int pos[MaxSize] = {0};
    LinkedListSearchAllValue(L, sourceValue, pos);
    for (int i = 0; pos[i]; i++) {
        printf("%d at position %d\n", sourceValue, pos[i]);
    }
    return 0;
}

02-头文件

        用于存储结构体和常量等。

//
// Created by 24955 on 2023-02-22.
//

#ifndef LINKEDLIST_LINKEDLISTDATA_H
#define LINKEDLIST_LINKEDLISTDATA_H

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

// 常量
#define MaxSize 50
typedef int ElemType;

// 结构体
typedef struct Node {
    ElemType data;
    struct Node *next;
} LNode, *LinkedList;
#endif //LINKEDLIST_LINKEDLISTDATA_H

03-LinkedListCommon.cpp

        用于存储公共函数以及单链表的创建。

//
// Created by 24955 on 2023-02-22.
//
// 头插法创建单链表
void LinkedListHeadCreate(LinkedList &List, int array[]) {
    /*
     * 1. 创建头结点，并将头指针指向头结点
     * 2. 为新节点分配空间并初始化
     * 3. 将头结点指针域赋值给新节点指针域
     * 4. 将头结点指针域指向新结点*/
    List = (LinkedList) malloc(sizeof(LNode));
    List->next = NULL;
    LinkedList newNode;
    for (int i = 0; array[i]; i++) {
        newNode = (LinkedList) malloc(sizeof(LNode));
        newNode->data = array[i];
        newNode->next = List->next;
        List->next = newNode;
    }
}

// 尾插法创建单链表
void LinkedListTailCreate(LinkedList &List, int array[]) {
    /*
     * 1. 创建头结点，并将头指针指向头结点
     * 2. 创建尾结点并初始化尾结点（指向头结点）
     * 3. 创建新结点并初始化
     * 4. 将新结点地址赋值给尾结点指针域
     * 5. 更新尾结点位置（指向新结点）
     * 6. 将最后一个元素指针域设为NULL*/
    List = (LinkedList) malloc(sizeof(LNode));
    List->next = NULL;
    LinkedList tailPointer;
    tailPointer = List;
    LinkedList newNode;
    for (int i = 0; array[i]; i++) {
        newNode = (LinkedList) malloc(sizeof(LNode));
        newNode->data = array[i];
        tailPointer->next = newNode;
        tailPointer = newNode;
    }
    tailPointer->next = NULL;
}

// 创建模式选择函数
void LinkedListCreate(LinkedList &List, int array[], int HeadTail) {
    /*
     * 1. 选择创建单链表的模式
     * 2. 调用相应函数创建单链表*/
    if (HeadTail == 0) {
        LinkedListHeadCreate(List, array);
    } else {
        LinkedListTailCreate(List, array);
    }
}

// 打印输出函数
void LinkedListPrint(LinkedList List) {
    List = List->next;
    while (List) {
        printf("%3d", List->data);
        List = List->next;
    }
    printf("\n");
}

04-LinkedListPositionOperation.cpp

        用于存储按位置操作的函数。

//
// Created by 24955 on 2023-02-22.
//
// 按位置插入元素
void LinkedListInsertPosition(LinkedList List, int position, ElemType insertValue) {
    /*
     * 1. 定位到插入位置前一个指针处
     * 2. 判断指针状态并插入元素*/
    if (position > 0 && List) {
        for (int i = 0; i < position - 1 && List; i++) {
            List = List->next;
        }
        LinkedList newNode;
        if (List) {
            newNode = (LinkedList) malloc(sizeof(LNode));
            newNode->data = insertValue;
            newNode->next = List->next;
            List->next = newNode;
            printf("Insert Success.\n");
        } else {
            printf("Insert False.\n");
        }
    } else {
        printf("Insert False.\n");
    }
}

// 按位置删除元素
void LinkedListDeletePosition(LinkedList List, int position, ElemType &deleteValue) {
    /*
     * 1. 定位到要删除位置前一个结点出
     * 2. 定义新指针并指向要删除元素
     * 3. 若要删除元素非NULL，则获取当前元素指针域并释放当前元素*/
    if (position > 0 && List) {
        for (int i = 0; i < position - 1 && List; i++) {
            List = List->next;
        }
        if (List) {
            LinkedList p = List->next;
            if (p) {
                List->next = p->next;
                deleteValue = p->data;
                printf("Delete Success.\n");
            } else {
                printf("Delete False.\n");
            }
        } else {
            printf("Delete False.\n");
        }
    } else {
        printf("Delete False.\n");
    }
}

// 按位置修改元素
void LinkedListModifyPosition(LinkedList List, int position, ElemType modifyValue) {
    /*
     * 1. 定位到要修改位置获取其指针
     * 2. 修改元素值*/
    if (position > 0 && List) {
        for (int i = 0; i < position && List; i++) {
            List = List->next;
        }
        if (List) {
            List->data = modifyValue;
            printf("Modify Success.\n");
        } else {
            printf("Modify False.\n");
        }
    } else {
        printf("Modify False.\n");
    }
}

// 按位置查找,并返回查找到的值
void LinkedListSearchPosition(LinkedList List, int position, ElemType &value) {
    /*
     * 1. 判断位置是否合法，单链表是否创建
     * 2. 将制定定位到指定位置
     * 3. 判断指针状态，并赋值或输出*/
    if (position > 0 && List) {
        for (int i = 0; i < position && List; i++) {
            List = List->next;
        }
        if (List) {
            value = List->data;
            printf("Search Success.\n");
        } else {
            printf("Search False.\n");
        }
    } else {
        printf("Search False.\n");
    }
}

05-LinkedListValueOperation.cpp

        用于存储按值操作的函数。

//
// Created by 24955 on 2023-02-22.
//
// 按值插入元素,在第一个匹配元素前插入
void LinkedListInsertValue(LinkedList List, ElemType sourceValue, ElemType insertValue) {
    /*
     * 1. 遍历查找第一个匹配元素所在位置
     * 2. 调用LinkedListInsertPosition实现插入功能*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            LinkedListInsertPosition(List, pos, insertValue);
            break;
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
    if (!ListCopy) {
        printf("Insert False.\n");
    }
}

// 按值插入元素,在所有匹配元素前插入
void LinkedListInsertAllValue(LinkedList List, ElemType sourceValue, ElemType insertValue) {
    /*
     * 1. 遍历查找所有匹配元素所在位置
     * 2. 调用LinkedListInsertPosition实现插入功能*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            LinkedListInsertPosition(List, pos, insertValue);
            pos++; // 插入元素后更新位置信息
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

// 按值删除元素，删除第一个匹配元素
void LinkedListDeleteValue(LinkedList List, ElemType sourceValue) {
    /*
     * 1. 遍历查找第一个匹配元素所在位置
     * 2. 调用LinkedListDeletePosition实现删除功能*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    ElemType deleteValue;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            LinkedListDeletePosition(List, pos, deleteValue);
            break;
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

// 按值删除元素，删除所有匹配元素
void LinkedListDeleteAllValue(LinkedList List, ElemType sourceValue) {
    /*
     * 1. 遍历查找所有匹配元素所在位置
     * 2. 调用LinkedListDeletePosition实现删除功能*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    ElemType deleteValue;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            LinkedListDeletePosition(List, pos, deleteValue);
            pos--; // 删除元素后更新位置信息
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

// 按值修改元素，修改第一个匹配元素
void LinkedListModifyValue(LinkedList List, ElemType sourceValue, ElemType modifyValue) {
    /*
     * 1. 遍历查找第一个匹配元素所在位置
     * 2. 调用LinkedListModifyPosition实现修改功能*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            LinkedListModifyPosition(List, pos, modifyValue);
            break;
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

// 按值修改元素，修改所有匹配元素
void LinkedListModifyAllValue(LinkedList List, ElemType sourceValue, ElemType modifyValue) {
    /*
     * 1. 遍历查找所有匹配元素所在位置
     * 2. 调用LinkedListModifyPosition实现修改功能*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            LinkedListModifyPosition(List, pos, modifyValue);
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

// 按值查找元素，返回第一个匹配元素所在位置
void LinkedListSearchValue(LinkedList List, ElemType sourceValue, int &position) {
    /*
     * 1. 遍历查找第一个匹配元素所在位置并返回其位置*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            position = pos;
            break;
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

// 按值查找元素，返回所有匹配元素所在位置
void LinkedListSearchAllValue(LinkedList List, ElemType sourceValue, int position[]) {
    /*
 * 1. 遍历查找所有匹配元素所在位置并返回其位置数组*/
    LinkedList ListCopy = List->next;
    int index = 0;
    for (int pos = 1; ListCopy; pos++) {
        if (ListCopy->data == sourceValue) {
            position[index] = pos;
            index++;
        }
        ListCopy = ListCopy->next;
    }
}

结语

        此博客主要用于408考研数据结构C语言实现记录，内有不足，可留言，可讨论。

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