C_链表

C_链表

什么是链表？

链表是一种常见的重要的数据结构,是动态地进行存储分配的一种结构。

链表的组成：

头指针：存放一个地址，该地址指向第一个元素

结点：用户需要的实际数据和链接节点的指针

#include <stdio.h>

struct student
{
      long num;  
      float score;
      struct student *next;
};

void main()
{
      struct student a, b, c, *head;

      a.num = 10101; 
      a.score = 89.5;
      b.num = 10103;
      b.score = 90;
      c.num = 10107;
      c.score = 85;

      head = &a;
      a.next = &b;
      b.next = &c;
      c.next = NULL;

      do
      {
            printf("%ld %5.1f\n", head->num, head->score);
            head = head->next;
      }while( head != NULL );
}

建立动态链表

所谓建立动态链表是指在程序执行过程中从无到有地建立起一个链表，即一个一个地开辟结点和输入各结点数据，并建立起前后相链的关系。

作业：根据下面的分析写一函数建立一个含有学生（学号，成绩）数据的单向动态链表。

（约定：我们约定学号不会为零，如果输入的学号为０，则表示建立链表的过程完成，该结点不应连接到链表中。

如果输入的p1->num不等于０，则输入的是第一个结点数据（n=1），令head＝p1，即把p1的值赋给head，也就是使head也指向新开辟的结点p1所指向的新开辟的结点就成为链表中第一个结点。

再开辟另一个结点并使p1指向它，接着输入该结点的数据。

如果输入的p1->num≠０，则应链入第２个结点（n=2), 将新结点的地址赋给第一个结点的next成员。p2->next=p1

接着使ｐ２＝ｐ１，也就是使ｐ２指向刚才建立的结点。

再开辟一个结点并使p1指向它，并输入该结点的数据。

在第三次循环中，由于ｎ＝３（ｎ≠１），又将ｐ１的值赋给ｐ２->ｎｅｘｔ，也就是将第３个结点连接到第２个结点之后，并使ｐ２＝ｐ１，使ｐ２指向最后一个结点。

再开辟一个新结点，并使p1指向它，输入该结点的数据。由于p1->num的值为０，不再执行循环，此新结点不应被连接到链表中

将NULL赋给p2->next

建立链表过程至此结束，p1最后所指的结点未链入链表中，第三个结点的next成员的值为NULL，它不指向任何结点

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

#define LEN sizeof(struct student)  // student结构的大小

struct student *creat();            //创建链表
void print(struct student *head);   //打印链表

struct student
{
      int num;
      float score;
      struct student *next;
};

int n; //全局变量，用来记录存放了多少数据。

void main()
{
      struct student *stu;

      stu = creat();
      print( stu );

      printf("\n\n");
      system("pause");
}

struct student *creat()
{
      struct student *head;
      struct student *p1, *p2;

      p1 = p2 = (struct student *)malloc(LEN);  // LEN是student结构的大小

      printf("Please enter the num :");
      scanf("%d", &p1->num);
      printf("Please enter the score :");
      scanf("%f", &p1->score);

      head = NULL;     
      n = 0;    

      while( 0 != p1->num )
      {
            n++;
            if( 1 == n )
            {
                  head = p1;                 
            }
            else
            {
                  p2->next = p1;
            }

            p2 = p1;

            p1 = (struct student *)malloc(LEN);

            printf("\nPlease enter the num :");
            scanf("%d", &p1->num);
            printf("Please enter the score :");
            scanf("%f", &p1->score);
      }

      p2->next = NULL;

      return head;
}

void print(struct student *head)
{
      struct student *p;
      printf("\nThere are %d records!\n\n", n);

      p = head;
      if( NULL != head )
      {
            do
            {
                  printf("学号为 %d 的成绩是: %f\n", p->num, p->score);
                  p = p->next;
            }while( NULL != p );
      }
}

链表的输出

首先要知道链表第一个结点的地址，也就是要知道head的值。

然后设一个指针变量p，先指向第一个结点，输出ｐ所指的结点，然后使ｐ后移一个结点，再输出，直到链表的尾结点。

如此我们得到这样的流程图：

对链表的删除操作

从一个动态链表中删去一个结点，并不是真正从内存中把它抹掉，而是把它从链表中分离开来，只要撤销原来的链接关系即可。

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

#define LEN sizeof(struct student)  // student结构的大小

struct student *creat();   //创建链表
struct student *del( struct student *head, int num);  //del函数用于删除结点, *head即链表
                                                      //的头指针, num是要删除的结点num。

void print(struct student *head);   //打印链表

struct student
{
      int num;
      float score;
      struct student *next;
};

int n; //全局变量，用来记录存放了多少数据。

void main()
{
      struct student *stu, *p;
      int n;

      stu = creat();
      p = stu;
      print( p );

      printf("Please enter the num to delete: ");
      scanf("%d", &n);
      print( del(p, n) );

      printf("\n\n");
      system("pause");
}

struct student *creat()
{
      struct student *head;
      struct student *p1, *p2;

      p1 = p2 = (struct student *)malloc(LEN);  // LEN是student结构的大小

      printf("Please enter the num :");
      scanf("%d", &p1->num);
      printf("Please enter the score :");
      scanf("%f", &p1->score);

      head = NULL;     
      n = 0;    

      while( p1->num )
      {
            n++;
            if( 1 == n )
            {
                  head = p1;                 
            }
            else
            {
                  p2->next = p1;
            }

            p2 = p1;
            p1 = (struct student *)malloc(LEN);

            printf("\nPlease enter the num :");
            scanf("%d", &p1->num);
            printf("Please enter the score :");
            scanf("%f", &p1->score);
      }

      p2->next = NULL;

      return head;
}

void print(struct student *head)
{
      struct student *p;
      printf("\nThere are %d records!\n\n", n);

      p = head;
      if( head )
      {
            do
            {
                  printf("学号为 %d 的成绩是: %f\n", p->num, p->score);
                  p = p->next;
            }while( p );
      }
}

struct student *del( struct student *head, int num)
{
      struct student *p1, *p2;

      if( NULL == head )
      {
            printf("\nThis list is null!\n");
            goto end;
      }

      p1 = head;
      while( p1->num != num && p1->next != NULL)
      {
            p2 = p1;
            p1 = p1->next;
      }
      if( num == p1->num )
      {
            if( p1 == head )
            {
                  head = p1->next;
            }
            else
            {
                  p2->next = p1->next;
            }

            printf("Delete No: %d succeed!\n", num);
            n = n-1;//全局变量，记录的是链表的个数 
      }
      else
      {
            printf("%d not been found!\n", num);
      }

end:
      return head;
}

对链表的插入操作

对链表的插入是指将一个结点插入到一个已有的链表中。

为了能做到正确插入，必须解决两个问题：

①怎样找到插入的位置；

②怎样实现插入。

我们可以先用指针变量p0指向待插入的结点，p1指向第一个结点。将p0->num与p1->num相比较，如果p0->num＞p1->num ，此时将p1后移，并使p2指向刚才p1所指的结点。

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

#define LEN sizeof(struct student)  // student结构的大小

struct student *creat();   //创建链表
struct student *del(struct student *head, int num);  //del函数用于删除结点, *head即链表
                                                     //的头指针, num是要删除的结点num。
struct student *insert(struct student *head, struct student *stu_2);  // 第一个参数需要被插入的链表
                                                                      // 第二个参数待插入的结构的地址

void print(struct student *head);   //打印链表

struct student
{
      int num;
      float score;
      struct student *next;
};

int n; //全局变量，用来记录存放了多少数据。

void main()
{
      struct student *stu, *p, stu_2;
      int n;

      stu = creat();
      p = stu;
      print( p );

      printf("\nPlease input the num to delete: ");
      scanf("%d", &n);
      print( del(p, n) );

      printf("\nPlease input the num to insert: ");
      scanf("%d", &stu_2.num);
      printf("Please input the score: ");
      scanf("%f", &stu_2.score);

      p = insert(stu, &stu_2);
      print( p );




      printf("\n\n");
      system("pause");
}

struct student *creat()
{
      struct student *head;
      struct student *p1, *p2;

      p1 = p2 = (struct student *)malloc(LEN);  // LEN是student结构的大小

      printf("Please enter the num :");
      scanf("%d", &p1->num);
      printf("Please enter the score :");
      scanf("%f", &p1->score);

      head = NULL;     
      n = 0;    

      while( p1->num )
      {
            n++;
            if( 1 == n )
            {
                  head = p1;                 
            }
            else
            {
                  p2->next = p1;
            }

            p2 = p1;
            p1 = (struct student *)malloc(LEN);

            printf("\nPlease enter the num :");
            scanf("%d", &p1->num);
            printf("Please enter the score :");
            scanf("%f", &p1->score);
      }

      p2->next = NULL;

      return head;
}

void print(struct student *head)
{
      struct student *p;
      printf("\nThere are %d records!\n\n", n);

      p = head;
      if( head )
      {
            do
            {
                  printf("学号为 %d 的成绩是: %f\n", p->num, p->score);
                  p = p->next;
            }while( p );
      }
}

struct student *del( struct student *head, int num)
{
      struct student *p1, *p2;

      if( NULL == head )
      {
            printf("\nThis list is null!\n");
            goto end;
      }

      p1 = head;
      while( p1->num != num && p1->next != NULL)
      {
            p2 = p1;
            p1 = p1->next;
      }
      if( num == p1->num )
      {
            if( p1 == head )
            {
                  head = p1->next;
            }
            else
            {
                  p2->next = p1->next;
            }

            printf("Delete No: %d succeed!\n", num);
            n = n-1;
      }
      else
      {
            printf("%d not been found!\n", num);
      }

end:
      return head;
}

struct student *insert(struct student *head, struct student *stu_2)
{
      struct student *p0, *p1, *p2;

      p1 = head;
      p0 = stu_2;
      if( NULL == head ) 
      {
            head = p0;
            p0->next = NULL;
      }
      else
      {
            while( (p0->num > p1->num) && (p1->next != NULL) ) //两种情况推出while，一：
            {
                  p2 = p1;
                  p1 = p1->next;
            }

            if( p0->num <= p1->num )
            {
                  if( head == p1 )   // p1是头结点，插入头部
                  {
                        head = p0;  
                  }
                  else               // 普通情况，插入中间
                  {
                        p2->next = p0;
                  }

                  p0->next = p1;
            }
            else   // p0的num最大，插入到末尾
            {
                  p1->next = p0;
                  p0->next = NULL;
            }
      }

      n = n+1;   // 由于插入了，所以增加了一位数据成员进入链表中。

      return head;
}