版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/water_3700348/article/details/78135659
线性表之单链表
单链表的设计之初，笔者在考虑一个首要的问题，就是单链表的节点是在插入的函数内部创建，还是在函数外部创建。考虑到用户在插入的时候，变量生命周期的不确定性以及容易造成内存泄漏等问题，综合考虑之下使用了内部创建节点的方式。笔者设计的单链表中包含了单链表的反转和合并等有趣的操作，其中的奥妙如果读者有兴趣可以细究。比如为什么笔者使用了二级指针来合并单链表，而不直接使用一级指针，比如为什么在清空链表节点时，根据length清空会有可能会发生内存泄漏....等等。下面是代码：
#ifndef LINKEDLIST_H
#define LINKEDLIST_H
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif
/* 元素类型 */
typedef int elem_t;
/* 节点结构体 */
typedef struct _tag_linked_list_node
{
elem_t data;
struct _tag_linked_list_node *next;
}ll_node;
/* 链表结构体 */
typedef struct _tag_linked_list
{
ll_node head; /* 哑结点 */
int length; /* 链表长度 */
}linked_list;
/**
* 创建链表
* @return 返回链表指针，NULL表示创建失败
*/
linked_list *linked_list_create();
/**
* 从头部插入元素
* @param plist 链表指针
* @param pe 被插入元素的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_insert(linked_list *plist,elem_t *pe);
/**
* 从尾部插入元素
* @param plist 链表指针
* @param pe 被插入元素的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_append(linked_list *plist,elem_t *pe);
/**
* 查找元素
* @param plist 链表指针
* @param i 元素位置索引
* @param pe 用于保存被查找元素的值的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_get(linked_list *plist,int i,elem_t *pe);
/**
* 按索引删除元素
* @param plist 链表指针
* @param i 被删除元素的索引
* @param pe 用于保存被删除元素的值的指针
* @return 1：成功 0：失败
*/
int linked_list_remove(linked_list *plist,int i,elem_t *pe);
/**
* 链表反转
* @param plist 链表指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_reverse(linked_list *plist);
/**
* 链表合并，将第二个链表链接到第一个链表，第二个链表指针置空
* @param dest 合并的目标链表
* @param pp_src 被合并的链表的指针的指针
* @return 返回合并后的链表的指针（第一个参数）
*/
linked_list *linked_list_merge(linked_list *dest,linked_list **pp_src);
/**
* 清空链表
* @param plist 链表指针
* @return 1：成功 0：失败
*/
int linked_list_clear(linked_list *plist);
/**
* 销毁链表
* @param plist 链表指针
* @return 1：成功 0：失败
*/
int linked_list_destroy(linked_list *plist);
#endif // LINKEDLIST_H
#include "LinkedList.h"
#include <malloc.h>
/**
* 创建链表
* @return 返回链表指针，NULL表示创建失败
*/
linked_list *linked_list_create()
{
linked_list *plist = (linked_list *)malloc(sizeof(linked_list));
if(plist != NULL)
{
plist->length = 0;
plist->head.next = NULL;
}
return plist;
}
/**
* 从头部插入元素
* @param plist 链表指针
* @param pe 被插入元素的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_insert(linked_list *plist,elem_t *pe)
{
int ret = ( (plist != NULL) && (pe != NULL));
if(ret)
{
ll_node *node = (ll_node *)malloc(sizeof(ll_node));
ll_node *head = &(plist->head);
if(node != NULL)
{
node->next = head->next;
head->next = node;
node->data = *pe;
plist->length++;
}
else
{
ret = 0;
}
}
return ret;
}
/**
* 从尾部插入元素
* @param plist 链表指针
* @param pe 被插入元素的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_append(linked_list *plist,elem_t *pe)
{
int ret = ( (plist != NULL) && (pe != NULL));
if(ret)
{
ll_node *node = (ll_node *)malloc(sizeof(ll_node));
if(node != NULL)
{
int pos = 0;
ll_node *current = &(plist->head);
/* 移动到尾部 */
for(pos = 0;pos < plist->length;pos++)
{
current = current->next;
}
node->next = NULL;
node->data = *pe;
current->next = node;
plist->length++;
}
else
{
ret = 0;
}
}
return ret;
}
/**
* 查找元素
* @param plist 链表指针
* @param i 元素位置索引
* @param pe 用于保存被查找元素的值的指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_get(linked_list *plist,int i,elem_t *pe)
{
int ret = ( (plist != NULL) && (pe != NULL) && (i >= 0) && (i < plist->length));
if(ret)
{
int pos = 0;
ll_node *current = plist->head.next;
/* 移动到尾部 */
for(pos = 0;pos < i;pos++)
{
current = current->next;
}
*pe = current->data;
}
return ret;
}
/**
* 按索引删除元素
* @param plist 链表指针
* @param i 被删除元素的索引
* @param pe 用于保存被删除元素的值的指针
* @return 1：成功 0：失败
*/
int linked_list_remove(linked_list *plist,int i,elem_t *pe)
{
int ret = ( (plist != NULL) && (pe != NULL) && (i >= 0) && (i < plist->length));
if(ret)
{
int pos = 0;
ll_node *pre = &(plist->head);
for(pos = 0;pos < i;pos++)
{
pre = pre->next;
}
/* 保存要被删除的元素的值 */
*pe = pre->next->data;
pre->next = pre->next->next;
plist->length--;
}
return ret;
}
/**
* 链表反转
* @param plist 链表指针
* @return 1:成功 0:失败
*/
int linked_list_reverse(linked_list *plist)
{
int ret = (plist != NULL);
if(ret)
{
if(plist->length > 1)
{
int i;
/* 保存尾元素的指针 */
ll_node *tail = &(plist->head);
for(i = 0;i < plist->length;i++)
{
tail = tail->next;
}
/* 将头元素的位置调整到原尾元素的后部插入 */
while(plist->head.next != tail)
{
/* 保存头部元素的指针 */
ll_node *old_head = plist->head.next;
/* 调整头结点指针的位置,指向原头部的下一个元素 */
plist->head.next = old_head->next;
/* 将保存的原头部元素插入到原尾部元素的后面 */
old_head->next = tail->next;
tail->next = old_head;
}
}
}
return ret;
}
/**
* 链表合并，将第二个链表链接到第一个链表，第二个链表指针置空
* @param dest 合并的目标链表
* @param pp_src 被合并的链表的指针的指针
* @return 返回合并后的链表的指针（第一个参数）
*/
linked_list *linked_list_merge(linked_list *dest,linked_list **pp_src)
{
if((dest != NULL) && ( (*pp_src) != NULL) && ((*pp_src)->length != 0))
{
int i;
ll_node *current = &(dest->head);
/* 移动到目标链表的尾部元素 */
for(i = 0;i < dest->length;i++)
{
current = current->next;
}
current->next = (*pp_src)->head.next;
dest->length += (*pp_src)->length;
free(*pp_src);
*pp_src = NULL;
}
return dest;
}
/**
* 清空链表
* @param plist 链表指针
* @return 1：成功 0：失败
*/
int linked_list_clear(linked_list *plist)
{
int ret = ((plist != NULL) && (plist->length != 0));
if(ret)
{
/*
* 这种清空的循环不妥，当外部恶意修改了plist->length，那么将会发生内存泄漏
int i;
for(i = 0;i < plist->length;i++)
{
ll_node *del = plist->head.next;
plist->head.next = del->next;
free(del);
}
*/
ll_node *head = &(plist->head);
while(head->next != NULL)
{
ll_node *del = head->next;
head->next = del->next;
free(del);
}
plist->length = 0;
}
return ret;
}
/**
* 销毁链表
* @param plist 链表指针
* @return 1：成功 0：失败
*/
int linked_list_destroy(linked_list *plist)
{
int ret = (plist != NULL);
if(ret)
{
linked_list_clear(plist);
free(plist);
}
return ret;
}