本篇文章参考的是《大话数据结构》，感谢作者程杰先生。
一：头指针与头结点的异同：
头指针：
*头指针是指链表指向第一个节点的指针，若链表有头结点，则是指向头结点的指针；
*头指针具有标识作用，所以常用头指针冠以链表的名字；
*无论链表是否为空。头指针是链表的必要元素。
头结点：
*头结点是为了操作的统一和方便而设立的，放在第一元素的节点之前，其数据域一般无意义(也可存放链表的长度)
*有了头结点，对在第一元素节点前插入节点和删除结点，其操作与其他节点的操作就统一了。
*头结点不一定是链表的必须要素。
二：节点：
由存放数据元素的数据域和存放后继节点地址的指针域组成。
结构体表示如下：
/* 线性表的单链表存储结构 */
typedef struct Node
{
ElemType data;
struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */
代码：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include "bigtalk_data_structure.h"
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */
typedef int Status;/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType;/* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
static Status visit(ElemType c)
{
printf("%d ",c);
return OK;
}
/* 线性表的单链表存储结构 */
typedef struct Node
{
ElemType data;
struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */
/* 初始化链式线性表 */
static Status InitList(LinkList *L)
{
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
if(!(*L)) /* 存储分配失败 */
return ERROR;
(*L)->next = NULL; /* 指针域为空 */
return OK;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */
static Status ListEmpty(LinkList L)
{
if(L->next)
return FALSE;
else
return TRUE;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表 */
static Status ClearList(LinkList *L)
{
LinkList p,q;
p = (*L)->next; /* p指向第一个结点 */
while(p) /* 没到表尾 */
{
q = p->next;
free(p);
p = q; //p指向下一个节点，继续处理
}
(*L)->next=NULL; /* 头结点指针域为空 */
return OK;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */
static int ListLength(LinkList L)
{
int i = 0;
LinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */
while(p)
{
i++;
p = p->next;
}
return i;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值 */
static Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p; /* 声明一结点p */
p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */
j = 1; /* j为计数器 */
while (p && j < i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时，循环继续 */
{
p = p->next; /* 让p指向下一个结点 */
++j;
}
if ( !p || j > i )
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
*e = p->data; /* 取第i个元素的数据 */
return OK;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在 */
/* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */
/* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */
static int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
int i = 0;
LinkList p = L->next;
while(p)
{
i++;
if(p->data == e) /* 找到这样的数据元素 */
return i;
p = p->next;
}
return 0;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)， */
/* 操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1 */
static Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e)
{
int j;
LinkList p,s;
p = *L;
j = 1;
while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点(C语言标准函数) */
s->data = e;
// 1.新的s指向后一个节点
s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继 */
// 2.新的被前一个节点指向
p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */
return OK;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：删除L的第i个数据元素，并用e返回其值，L的长度减1 */
static Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{
int j;
LinkList p,q;
p = *L;
j = 1;
while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */
{
p = p->next;
++j;
}
if (!(p->next) || j > i)
return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
//注意: p->next 其实是要删除的节点，而不是p
// 1.临时保存要删除的节点给 q
q = p->next;
// 2.要删除节点的指向(q->next) 被 前一节点取代(p->next)
p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */
*e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */
free(q); /* 让系统回收此结点，释放内存 */
return OK;
}
/* 初始条件：链式线性表L已存在 */
/* 操作结果：依次对L的每个数据元素输出 */
static Status ListTraverse(LinkList L)
{
LinkList p = L->next;
while(p)
{
visit(p->data);
p = p->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
/* 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（头插法） */
static void CreateListHead(LinkList *L, int n)
{
LinkList p;
int i;
srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
(*L)->next = NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */
for (i = 0; i < n; i++)
{
p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */
//p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */
p->data = i+1; /* 随机生成100以内的数字 */
// 1.新节点指向第一个节点
p->next = (*L)->next;
// 2.头结点指向新节点
(*L)->next = p; /* 插入到表头 */
}
}
/* 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（尾插法） */
static void CreateListTail(LinkList *L, int n)
{
LinkList p,r;
int i;
srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */
r = *L; /* r为指向尾部的结点 */
for (i = 0; i < n; i++)
{
p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */
//p->data = rand()%100+1; /* 随机生成100以内的数字 */
p->data = i+1; /* 随机生成100以内的数字 */
r->next = p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */
r = p; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */
}
r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */
}
//线性表:链式存储结构的插入与删除(单链表)
void test_main_3_6()
{
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
LinkList L;
ElemType e;
Status i;
int j,k;
i = InitList(&L);
printf("初始化L后：ListLength(L) = %d\n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
for(j = 1;j <= 5;j++)
{
i = ListInsert(&L,1,j);
}
printf("在L的表头依次插入1～5后：L.data=");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L) = %d \n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
i = ListEmpty(L);
printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);
i = ClearList(&L);
printf("清空L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
i = ListEmpty(L);
printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
for(j = 1;j <= 10;j++)
{
ListInsert(&L,j,j);
}
printf("在L的表尾依次插入1～10后：L.data=");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
ListInsert(&L,1,0);
printf("在L的表头插入0后：L.data=");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
GetElem(L,5,&e);
printf("第5个元素的值为：%d\n",e);
for(j = 3;j <= 4;j++)
{
k = LocateElem(L,j);
if(k)
printf("第%d个元素的值为%d\n",k,j);
else
printf("没有值为%d的元素\n",j);
}
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
k = ListLength(L); /* k为表长 */
for(j = k+1; j>= k;j--)
{
i = ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第j个数据 */
if(i==ERROR)
printf("删除第%d个数据失败\n",j);
else
printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
}
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
j = 5;
ListDelete(&L,j,&e); /* 删除第5个数据 */
printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e);
printf("依次输出L的元素：");
ListTraverse(L);
printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
i = ClearList(&L);
printf("清空L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
CreateListHead(&L,20);
printf("整体创建L的元素(头插法)：");
ListTraverse(L);
printf("清空L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
i = ClearList(&L);
printf("\n删除L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
CreateListTail(&L,20);
printf("整体创建L的元素(尾插法)：");
ListTraverse(L);
printf("\n删除L后：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
printf("[%s:%d]:[yang] ******************* 我是分割线******************* \n",__FUNCTION__,__LINE__);
#if 0
#endif
return 0;
}
打印：
[main:14]:[yang] *****************************************
[test_main_3_6:267]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
初始化L后：ListLength(L) = 0
[test_main_3_6:280]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
在L的表头依次插入1～5后：L.data=5 4 3 2 1
ListLength(L) = 5
[test_main_3_6:292]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
L是否空：i=0(1:是 0:否)
清空L后：ListLength(L)=0
L是否空：i=1(1:是 0:否)
[test_main_3_6:305]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
在L的表尾依次插入1～10后：L.data=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ListLength(L)=10
[test_main_3_6:318]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
在L的表头插入0后：L.data=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ListLength(L)=11
[test_main_3_6:327]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
第5个元素的值为：4
第4个元素的值为3
第5个元素的值为4
[test_main_3_6:343]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
删除第12个数据失败
删除第11个的元素值为：10
依次输出L的元素：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ListLength(L)=10
[test_main_3_6:362]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
删除第5个的元素值为：4
依次输出L的元素：0 1 2 3 5 6 7 8 9
ListLength(L)=9
[test_main_3_6:376]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
清空L后：ListLength(L)=0
整体创建L的元素(头插法)：20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
清空L后：ListLength(L)=20
[test_main_3_6:390]:[yang] ******************* 我是分割线*******************
删除L后：ListLength(L)=0
整体创建L的元素(尾插法)：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
删除L后：ListLength(L)=20
[test_main_3_6:401]:[yang] ******************* 我是分割线*******************