带头结点的双向循环链表操作集

news2024/11/25 14:25:30

分数 50

作者 伍建全

单位 重庆科技大学

本题要求实现一个带头结点的双向循环链表操作集。

函数接口定义：

typedef int dataType;

typedef struct _node
{
    dataType data;
    struct _node *prev;//指向前驱的指针
    struct _node *next;//指向后继的指针
}node;

typedef node* List;

//创建一个空的循环链表，返回指向头节点的指针。
List create_list();
//用尾插法向链表L中插入数据域等于x的结点
void insert(List L, dataType x);
//如果链表为空，则返回true,否则返回false。
bool is_empty(List L);
//顺序遍历链表L。输出所有结点的数据域。如果链表为空则输出NULL
void traverse(List L);
//逆序遍历链表L。输出所有结点的数据域。如果链表为空则输出NULL
void traverse_back(List L);
//返回第1个指向数据域等于x的结点的指针。如果没有则返回NULL。
node* search(List L, dataType x);
//删除指针p指向的结点。调用者保证p是合法的。
//返回p指向结点后继结点的指针。
//若p指向链表最后一个结点，返回指向头结点的指针。
node* delete_node(List L, node* p);
//删除链表L中所有数据域等于x的结点
void remove_node(List L, dataType x);
//使链表L成为一个空链表
void make_empty(List L);
//销毁链表L
void destroy_list(List L);

裁判测试程序样例：

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

typedef int dataType;

typedef struct _node
{
    dataType data;
    struct _node *prev;//指向前驱的指针
    struct _node *next;//指向后继的指针
}node;

typedef node* List;

//创建一个空的循环链表，返回指向头节点的指针。
List create_list();
//用尾插法向链表L中插入数据域等于x的结点
void insert(List L, dataType x);
//如果链表为空，则返回true,否则返回false。
bool is_empty(List L);
//顺序遍历链表L。输出所有结点的数据域。如果链表为空则输出NULL
void traverse(List L);
//逆序遍历链表L。输出所有结点的数据域。如果链表为空则输出NULL
void traverse_back(List L);
//返回第1个指向数据域等于x的结点的指针。如果没有则返回NULL。
node* search(List L, dataType x);
//删除指针p指向的结点。调用者保证p是合法的。
//返回p指向结点后继结点的指针。
//若p指向链表最后一个结点，返回指向头结点的指针。
node* delete_node(List L, node* p);
//删除链表L中所有数据域等于x的结点
void remove_node(List L, dataType x);
//使链表L成为一个空链表
void make_empty(List L);
//销毁链表L
void destroy_list(List L);

int main()
{
    int x;
    List mylist = create_list();
    //输入一系列正整数，输入0表示输入结束
    //用尾插法插入链表
    scanf("%d", &x);
    while (x != 0)
    {
        insert(mylist, x);
        scanf("%d", &x);
    }
    //顺序遍历链表
    traverse(mylist);
    //逆序遍历链表
    traverse_back(mylist);
    //输入要删除的结点数据域
    scanf("%d", &x);
    node *p = search(mylist, x);
    if (p != NULL)
    {
        delete_node(mylist, p);
    }
    //顺序遍历链表
    traverse(mylist);
    //逆序遍历链表
    traverse_back(mylist);
    //输入要删除的结点数据域
    scanf("%d", &x);
    remove_node(mylist, x);
    //顺序遍历链表
    traverse(mylist);
    //逆序遍历链表
    traverse_back(mylist);
    //销毁链表
    destroy_list(mylist);
    return 0;
}

/* 请在这里填写答案 */

输入样例：

在这里给出一组输入。例如：

10 20 10 10 20 30 0
20
10

输出样例：

在这里给出相应的输出。例如：

10 20 10 10 20 30 
30 20 10 10 20 10 
10 10 10 20 30 
30 20 10 10 10 
20 30 
30 20

输入输出样例解释：

程序首先创建一个空的双向循环链表，如下图所示：

捕获3.PNG

输入的第1行是

10 20 10 10 20 30 0

此时程序创建一个带头节点的双向循环链表，如下图所示：

捕获.PNG


此时顺序输出

10 20 10 10 20 30

逆序输出

30 20 10 10 20 10

输入的第2行是

20

此时程序删除从头结点向后的第1个数据域等于20的结点，所以链表如下图所示：

捕获1.PNG


此时顺序输出

10 10 10 20 30

逆序输出

30 20 10 10 10

输入的第3行是

10

此时程序删除链表中所有数据域等于10的结点，所以链表如下图所示：

捕获2.PNG

此时顺序输出

20 30

逆序输出

30 20

代码长度限制

16 KB

时间限制

2500 ms

内存限制

128 MB

C程序如下：

List create_list() {
    List newnode = (List)malloc(sizeof(node));
    if (newnode == NULL) {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    newnode->next = newnode;//头结点的next域指向自己
    newnode->prev = newnode;//头结点的prev域指向自己
    return newnode;//返回该头结点
}
void insert(List L, dataType x) {
    List p;
    p = (List)malloc(sizeof(node));//向内存申请一片空间
    p->data = x;//给新链表的数据域赋值
    List pTail = L->prev;//定义一个指针指向链表的尾巴
    p->prev = pTail;//让新的链表与原链表的尾结点链接
    pTail->next = p;
    p->next = L;//让新结点与原链表的头结点链接
    L->prev = p;
}
bool is_empty(List L) {
    List p = L;//定义一个指针p指向该链表的头结点
    if (p->next == L && p->prev == L) {
        return true;//如果该链表的next域和prev域都指向该链表的头结点
    }//则说明该链表为空返回true
    else {
        return false;//否则不为空返回false
    }
}
void traverse(List L) {
    List p = L;
    if (is_empty(p)) {
        printf("NULL");
    }
    p = L->next;//定义一个指针p指向第一个数据域
    while (p != L) {//顺序遍历这个单链表
        printf("%d ", p->data);//输出单链表中每个数据的值
        p = p->next;//p指针向后移动到下一个结点
    }
    printf("\n");
}
void traverse_back(List L) {
    List p = L;
    if (is_empty(p)) {
        printf("NULL");
    }
    p = L->prev;//定义一个指针p指向L链表的最后一个数据域
    while (p != L) {//逆序遍历这个单链表
        printf("%d ", p->data);//输出每一个结点的数据域
        p = p->prev;//p指针指向该结点的前一个结点
    }
    printf("\n");
}
node* search(List L, dataType x) {
    List p = L;//定义一个指针指向该单链表的头结点
    if (is_empty(p)) {//如果该链表为空
        return NULL;//返回NULL
    }
    p = L->next;//否则p指向单链表的第一个数据域
    while (p->data != x)//遍历这个单链表直到找到对应的数据
    {
        p = p->next;
        if (p == L) {
            return NULL;//如果遍历完没找到则返回NULL
        }
    }
    return p;//找到后返回该指针
}
node* delete_node(List L, node* p) {
    List q = L ->next;//定义一个指针指向单链表的第一个数据域
    while (q != p) {//遍历这个单链表直到找到对应指针所指向的结点
        q = q->next;
    }
    q->prev->next = q->next;//让需要删除结点的前一个结点与需要删除结点的后一个结点连接
    q->next->prev = q->prev;
    free(q);//释放需要删除结点的空间
}
void remove_node(List L, dataType x) {
    List pHead, q, pFree;//定义三个指针
    pHead = L;//pHead保存头指针的地址
    pFree = L->next;//用于删除的指针指向单链表的第一个数据域
    q = pFree->next;//q指针指向pFree指针的下一个结点
    while (pFree != pHead) {//遍历单链表
        if (pFree->data == x) {//找到要删除的结点
            pFree->prev->next = pFree->next;//让要删除结点的前一个结点与后一个结点链接
            pFree->next->prev = pFree->prev;//后一个结点即q指针所指向的结点
            free(pFree);//释放需要删除的结点
        }
        pFree = q;//pFree指向下一个结点
        q = pFree->next;//q继续向后指
    }
}
void make_empty(List L) {
    List p, q;
    p = L;//定义一个指针p指向链表的头结点
    q = L->next;//q指向链表的第一个数据域
    while (q != L)//遍历整个链表
    {
        p->next = q->next;//让头结点与要释放的结点的下一个结点链接
        q->next->prev = p;
        free(q);//释放该节点
        q = p->next;//指向下一个需要释放的结点
    }
}
void destroy_list(List L) {
    List p, q;
    p = L;//定义一个指针p指向链表的头结点
    q = p->next;//q指向链表的第一个数据域
    while (q != L)//遍历整个链表
    {
        p->next = q->next;//让头结点与要释放的结点的下一个结点链接
        q->next->prev = p;
        free(q);//释放该节点
        q = p->next;//指向下一个需要释放的结点
    }
    free(p);//释放头结点
}

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