（数据结构）单链表的相关操作

news2024/11/14 11:01:07 
//1.预编译部分

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

//2.单链表的结构体

typedef struct LNode

{

	int data;

	struct LNode* next;   //因为next指针指向的为结构体类型，所以类型为struct LNode*

}LNode, * LinkList;         //代码没执行到最后一步之前，定义结构体还是要把类型名写全，之后才能简化为LNode

//3.单链表的初始化

void InitLinkList(LinkList L)  //给头结点赋值

{

	L->data = 0;     //头结点的data域用作给链表长度计数

	L->next = NULL;  //头结点的next域用来指向链表的另一个节点

}

//4.单链表的打印

void PrintLinkList(LinkList L)

{

	LNode* p;    //定义一个结构体指针

	p = L;       //将它指向头指针的位置

	while (p->next)     //如果其下一个节点不为NULL

	{

		p = p->next;    //则把这个指针往后一位,从而输出下一节点的值

		printf("%d-->", p->data);

	}

	printf("NULL\n");  //如果其下一个节点为NULL,则输出NULL

}

//5.单链表的头插法

void HeadInsertLinkList(LinkList L)

{

	LNode* NewNode;   //新节点的地址

	int data;    //新节点中data的值

	printf("请输入一个数,输入9999结束循环\n");

	scanf("%d", &data);

	//malloc()函数的作用为动态分配内存，分配内存的大小有内部参数sizeof()计算可得

	//给静态地址赋值时要将其强制类型转换为相应指针类型

	while (data != 9999)

	{

		//进行插入操作

		//每次调用malloc函数，就重新在内存中开辟一块指定大小的内存空间给链表节点

		NewNode = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));	//相当于每次创建一个新的链表节点

		NewNode->next = L->next;	//将头指针中的next赋值给新创建的节点的next

		L->next = NewNode;	  //将新建节点的地址赋值给头结点的next

		NewNode->data = data;   //将要输入的数赋值给新创建节点的data

		L->data++;		//头节点中的data+1，用来计数链表长度

		//printf("请输入一个数，输入9999结束循环\n");

		scanf("%d", &data);

	}

}

//6.单链表的尾插法创建链表

void  TailInsertLinkList(LinkList L)

{

	LNode* NewNode; //新节点的地址

	LNode* TailNode = L;   //为了不改变头节点的位置，故定义一个尾节点来进行相关操作

	int data;  //新节点中data的值

	while (TailNode->next != NULL)   //当指向节点的下一个节点不为空时，尾节点一直向后走

	{

		TailNode = TailNode->next;

	}

	printf("请输入一个数，输入9999结束循环\n");

	scanf("%d", &data);

	while (data != 9999)

	{

		//进行插入操作

		//每次调用malloc函数，就重新在内存中开辟一块指定大小的内存空间给链表节点

		NewNode = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));  //相当于每次创建一个新的链表节点

		NewNode->data = data;   //将数值插入新建节点的data

		TailNode->next = NewNode;  //将新建的节点连接在尾指节点之后

		NewNode->next = NULL;   //将新建节点的next赋值为空

		TailNode = NewNode;  //将尾节点向后一个节点

		L->data++;		//头节点中的data+1，用来计数链表长度

		//printf("请输入一个数，输入9999结束循环\n");

		scanf("%d", &data);      //若输出9999跳出循环结束链表的创建

	}

}

//7.按位查找数据元素

LNode* GetElem(LinkList L, int i)

{

	//(1)判断i的合法性

	if (i == 0)  //链表为空

	{

		printf("你寻找的元素不存在，将返回头结点\n");

	}

	if (i<1 || i>L->data)  //当i的位置小于1或大于表长,数据非法

	{

		printf("你寻找的元素不存在，将返回NULL\n");

	}

	//2.查找数据元素

	LNode* p = L;   //为了不改变头节点的位置，故定义一个查询节点来进行相关操作

	for (int j = 1; j <= i; j++)  //移动次数相应位数的次数

	{

		p = p->next;    //查询节点后移，第一位是头结点

	}

	return p;  //找到目标节点后返回这个节点

}

//8.按值查找数据元素

int* LocatElem(LinkList L, int e, int* count)

{

	if (!L->next)  //链表为空则返回头结点

	{

		printf("这个链表为空\n");

		return 0;

	}

	LNode* p = L;   //为了不改变头节点的位置，故定义一个查询节点来进行相关操作

	while (p->next)  //如果查询节点的下一个节点不为空

	{

		(*count)++;  //计数器+1

		p = p->next;  //第一个节点为头结点,需要往后一个节点再判断

		if (p->data == e)

		{

			return count;

		}

	}

	printf("你寻找的元素不存在\n");

	return 0;

}

//9.单链表的按位插入

void LocalInsertLinkList(LinkList L, int i, int e)

{

	//(1)判断i的合法性

	if (i<1 || i>(L->data + 1))

	{

		printf("要插入的元素的位置无效\n");

	}

	//插入新元素

	LNode* p = GetElem(L, i - 1);

	LNode* NewNode = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));

	NewNode->data = e;

	NewNode->next = p->next;

	p->next = NewNode;

	L->data++;

}

//10.单链表的按位删除

void LocalDeletElem(LinkList L, int i, int* e)

{	

	//(1)检查i的合法性

	if (!L->next)

	{

		printf("这个链表为空\n");

		*e = 9999;

		goto x;

	}

	if (i<1 || i>(L->data))

	{

		printf("要删除的元素不存在\n");

		*e = 9999;

		goto x;

	}

	//(2)删除指定元素

	LNode* p = GetElem(L, i - 1);

	LNode* q = p->next;

	p->next = q->next;

	*e = q->data;

	free(q);

	L->data--;

	x:;

}

//11.销毁单链表

void DestoryLinkList(LinkList L)

{

	int o;

	while (L->data)

	{

		LocalDeletElem(L, 1, &o);

		PrintLinkList(L);

	}

	free(L);

}

//12.单链表的合并

LinkList mergeList(LinkList L1, LinkList L2)

{

	LinkList L3 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));

	LNode* P1 = L1->next;

	LNode* P2 = L2->next;

	LNode* P3 = L3;  //防止改变头结点的位置，新建一个节点和头结点指向同一位置，代替指针完成链表的链接

	while (P1 != NULL && P2 != NULL)

	{

		if (P1->data <= P2->data)

		{

			P3->next = P1;

			P1 = P1->next;

		}

		else

		{

			P3->next = P2;

			P2 = P2->next;

		}

		P3 = P3->next;

	}

	P3->next = P1 == NULL ? P2 : P1;

	return L3;

}

//合并两个单链表(相同元素保留一个)

LinkList Merge_List(LinkList La, LinkList Lb)/*合并以La，Lb为头结点的两个有序链表*/

{

	LNode* Lc, * pa, * pb, * ptr;

	LNode* pc = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));

	Lc = La;

	pc = La;

	pa = La->next;

	pb = Lb->next;

	while (pa != NULL && pb != NULL)

	{

		if (pa->data < pb->data)

		{

			pc->next = pa;

			pc = pa;

			pa = pa->next;

		}

		if (pa->data > pb->data)

		{

			pc->next = pb;

			pc = pb;

			pb = pb->next;

		}

		if (pa->data == pb->data)

		{

			pc->next = pa;

			pc = pa;

			pa = pa->next;

			ptr = pb;

			pb = pb->next;

			free(ptr);

		}

	}

	if (pa != NULL)

		pc->next = pb;

	else

		pc->next = pb;

	free(Lb);

	return(Lc);

}

//单链表的逆置

LinkList converse(LinkList head)

{

	LinkList p,  q;

	p = head->next;

	head->next = NULL;

	while (p)

	{

		/*向后挪动一个位置*/

		q = p;

		p = p->next;



		/*头插*/

		q->next = head->next;

		head->next = q;

	}

}

int main()

{

	LinkList L1;   //L是一个结构体指针——为头指针

	L1 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));  //申请内存只能在主函数中完成，放在(除结构体指针类型)的自定义函数中时会随着函数的调用结束内存释放而失效

	//给头结点赋值

	//InitLinkList(L1);

	//头插法创建链表

	//HeadInsertLinkList(L1);

	打印链表

	//PrintLinkList(L1);

//_______________________________________________________________________

	//给头结点赋值

	InitLinkList(L1);

	//尾插法创建链表

	TailInsertLinkList(L1);

	//打印链表

	PrintLinkList(L1);

	LinkList L2;

	L2 = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));

	//给头结点赋值

	InitLinkList(L2);

	//尾插法创建链表

	TailInsertLinkList(L2);

	//打印链表

	PrintLinkList(L2);

	//_______________________________________________________________________

		//按位查找数据元素

	int i;

	printf("请输入需要查找的位数\n");

	scanf("%d", &i);

	printf("链表L1第%d位的data=%d\n", i, GetElem(L1, i)->data);

	//_______________________________________________________________________

		//按值查找数据元素

	int e;

	int count = 0;

	printf("请输入需要查找的数据\n");

	scanf("%d", &e);

	printf("%d在链表L1的第%d位\n", e, *(LocatElem(L1, e, &count)));

	//_______________________________________________________________________

		//单链表的按位插入

	int n = 0;

	int m = 0;

	printf("请输入要插入的位置\n");

	scanf("%d", &n);

	printf("请输入要插入的值\n");

	scanf("%d", &m);

	LocalInsertLinkList(L1, n, m);

	PrintLinkList(L1);

	//_______________________________________________________________________

		//单链表的按位删除

	int d;

	int q;

	printf("请输入需要删除的位数\n");

	scanf("%d", &q);

	LocalDeletElem(L1, q, &d);

	PrintLinkList(L1);

	//_______________________________________________________________________

		//销毁单链表

		/*DestoryLinkList(L1);*/

	//—————————————————————————————————————

		//合并单链表

		printf("合并后的单链表：\n");

		LinkList h;

		h = Merge_List(L1, L2);

		PrintLinkList(h);

		//单链表的逆置

	//打印链表

	printf("逆置后的链表\n");

	PrintLinkList(converse(h));

	return 0;

}

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