数据结构-----单链表

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单链表

单链表实现​​​​​​

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 单链表

         单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。因此，为了表示每个数据元素ai与其直接后继数据元素a(i+1)之间的逻辑关系，对数据元素ai来说，除了存储本身的信息之外，还需要存储一个指示其直接后继的信息（即直接后继的存储位置）。这两部分信息组成数据元素ai的存储映像，称为结点。结点包括两个域：其中存储数据元素信息的域称之为数据域；存储直接后继存储位置的域称为指针域。如图1所示：

                                                        

指针域中存储的信息称作指针或链，n个结点链结成一个链表，即单链表，(a1,a2,a3，......,an)。如图2所示：

                          

单链表实现​​​​​​：

基本操作：

//构造一个空的线性表L
Status InitList(CList &L);
//销毁线性表L
Status DestroyList(CList &L);
//将L重置为空表
Status ClearList(CList &L);
//若L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE;
Status ListEmpty(CList L);
//用e返回L中第i个数据元素的值
Status GetElem(CList L,int i,LElemType &e);
//若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱,否则操作失败,pre_e无定义
Status PriorElem(CList L,LElemType cur_e,LElemType &pre_e);
//若cur_e是L中的数据元素,且不是最后一个,则用next_e返回它的后继,否则操作失败,next_e无定义
Status nextElem(CList L,LElemType cur_e,LElemType &next_e);
//依次对L的每个数据元素调用函数visit().一旦visit()失败,则操作失败
Status ListTraverse(CList L,Status (*visit)(LElemType e));

代码实现:

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
enum Status{OK = 1,ERROR = 0,TRUE = 1,FALSE = 0,OVERFLOW = -1};
typedef int LElemType;

typedef struct Node    //定义结点类型
{
	LElemType data;    //数据域
	struct Node *next; //结点域
}pNode;
typedef struct list
{
	pNode *head; 
}CList;
//构造一个空的线性表L
Status InitList(CList &L)
{
	L.head = (pNode*)malloc(sizeof(pNode)); //动态开辟结点空间
	if(NULL == L.head)      
		exit(OVERFLOW);    //开辟失败,返回
	L.head->next = NULL;
	return OK;
}
//销毁线性表L
Status DestroyList(CList &L)
{
	pNode *pcur = L.head;
	while(pcur != NULL)
	{
		L.head = L.head->next;
		free(pcur);
		pcur = L.head;
	}
	return OK;
}
//将L重置为空表
Status ClearList(CList &L)
{
	pNode *pcur = L.head->next;
	while(pcur != NULL)
	{
		L.head->next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = L.head->next;
	}
	return OK;
}
//若L为空表,则返回TRUE,否则返回FALSE;
Status ListEmpty(CList L)
{
	if(L.head->next == NULL)
		return FALSE;
	else
		return TRUE;
}
//返回L中数据元素个数
int ListLength(CList L)
{
	int count = 0;    //定义一个计数器
	pNode *pcur = L.head->next;
	while(pcur != NULL)
	{
		count++;
		pcur = pcur->next;
	}
	return count;
}
//用e返回L中第i个数据元素的值
Status GetElem(CList L,int i,LElemType &e)
{
	if(i <= 0 || i >= ListLength(L))
		return ERROR;
	int count = 0;     //定义一个计数器
	pNode *pcur = L.head->next;
	while(pcur != NULL)
	{ 
		count++;
		if(count == i)
		{
			e = pcur->data;
			return TRUE;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	return FALSE;
}
//若cur_e是L的数据元素,且不是第一个,则用pre_e返回它的前驱,否则操作失败,pre_e无定义
Status PriorElem(CList L,LElemType cur_e,LElemType &pre_e)
{
	pNode *pre = L.head;
	pNode *pcur = L.head->next;
	if(pcur->data == cur_e)
		return ERROR;   //如果是第一个节点,返回
	else
	{
		pre = pre->next;
		pcur = pcur->next;
	}
	while(pcur != NULL)
	{
		if(pcur->data == cur_e)
		{
			pre_e = pre->data;
			return OK;
		}
		pre = pre->next;
		pcur = pcur->next;
	}
	return ERROR;
}
//获取元素
pNode* GetNode(LElemType e)
{
	pNode *pGet = (pNode*)malloc(sizeof(pNode));
	if(NULL == pGet)
		exit(OVERFLOW);
	pGet->data = e;
	pGet->next = NULL;
	return pGet;
}
//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
Status ListInsert(CList &L,int i,LElemType e)
{
	if(i < 0 || i > (ListLength(L) + 1))
		return ERROR;
	int count = 0;  //定义一个计数器
	pNode *pcur = L.head->next;
	pNode *pre = L.head;
	if(ListLength(L) == 0)
	{
		pNode *pGet = GetNode(e);
		L.head->next = pGet;
		return OK;
	}
	while(pcur != NULL)
	{
		count++;
		if(count == i)
		{
			pNode *pGet = GetNode(e);
			pGet->next = pre->next;
			pre->next = pGet;
			return OK;
		}
		pcur = pcur->next;
		pre = pre->next;
	}
	return ERROR;
}
//若cur_e是L中的数据元素,且不是最后一个,则用next_e返回它的后继,否则操作失败,next_e无定义
Status nextElem(CList L,LElemType cur_e,LElemType &next_e)
{
	pNode *pcur = L.head->next;
	pNode *pnext = L.head->next->next;
	while(pcur != NULL)
	{
		if(pnext->next == NULL)
			return ERROR;    //说明此时已经搜寻到倒数第一个了
		if(pcur->data == cur_e)
		{
			next_e = pnext->data;
			return OK;
		}
		pcur = pcur->next;
		pnext = pnext->next;
	}
	return ERROR;
}
//定义visit()
Status PrintfElement(LElemType e)
{
	printf("%d ",e);
	return OK;
}
//依次对L的每个数据元素调用函数visit().一旦visit()失败,则操作失败
Status ListTraverse(CList L,Status (*visit)(LElemType e))
{
	pNode *pcur = L.head->next;
	while(pcur != NULL)
	{
		(*visit)(pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("\n");
	return OK;
}

main函数:

int main()
{
	CList list;
	int e = 0;
	InitList(list);
	ListInsert(list,1,2);
	ListInsert(list,1,5);
	ListInsert(list,1,8);
	ListInsert(list,1,11);
	ListInsert(list,1,15);
	ListTraverse(list,PrintfElement);
	GetElem(list,3,e);
	printf("elem = %d\n",e);
	PriorElem(list,11,e);
	printf("pre_e = %d\n",e);
	nextElem(list,8,e);
	printf("next_e = %d\n",e);
	printf("len = %d\n",ListLength(list));
	ClearList(list);
	printf("len = %d\n",ListLength(list));
	DestroyList(list);
	return 0;
}