//单链表
#include <iostream>
#define MAX_SIZE 20
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

typedef int ElemType;//元素的类型
typedef int Status;//返回状态

typedef struct Node
{
    ElemType data;//链表中保存的数据
    struct Node* next;//指向下一个节点
};

typedef struct Node* linkList;//定义单链表,指针

//初始化，L是指针的指针
Status InitList(linkList* L)
{
    (*L) = (linkList)malloc(sizeof(Node));//c语言分配内存头节点
    if ((*L) == NULL)
        return ERROR;//没有成功分配内存
    (*L)->next = NULL;//头节点的下一节点为空，此时只有一个空节点，头结点不包含
    return OK;
}

//清空
Status ClearList(linkList* L)
{
    linkList p, q;
    p = (*L)->next;//拿到第一个节点
    while (p != NULL)
    {
        q = p->next;//提前保存下一个节点以及后面内容
        free(p);//释放拿到的节点内存
        p = q;//继续拿下一个节点
    }
    (*L)->next = NULL;//最后将头结点的下一节点置为空
    return OK;
}

//是否为空
Status isListEmpty(linkList L)
{
    if (L->next != NULL) 
        return FALSE;
    return TRUE;
}

//返回长度
int ListLength(linkList L)
{
    int i = 0;
    linkList p = L->next;//指向头结点的下一节点
    while (p)
    {
        i++;
        p = p->next;
    }
    return i;
}

//获取指定位置元素
Status GetElem(linkList L, int i, ElemType *e)
{
    linkList p = L->next;
    int j = 1;//从1开始，如果j==1，就正是第一个节点，头结点不算
    while ((p != NULL) && (j < i))
    {
        j++;
        p = p->next;
    }
    if (p == NULL || j > i)
    {
        return ERROR;
    }
    *e = p->data;
    return OK;
}

//定位元素
int LocateElem(linkList L, ElemType e)
{
    int i = 1;
    linkList p = L->next;
    while (p)
    {
        if (p->data == e)
            return i;//返回元素所在的节点位置，从1开始
        i++;
        p = p->next;
    }
    return ERROR;
}

//增加元素
Status ListInsert(linkList* L, int i, ElemType e)
{
    linkList p, q;
    p = *L;//增加元素时是增加到对应位置的上一节点，比如1是在头节点之后
    int j = 1;
    while ((p != NULL) && j < i)
    {
        j++;
        p = p->next;
    }
    if (!p || j > i)return ERROR;
    q = (linkList)malloc(sizeof(Node));
    if (q == NULL)return ERROR;
    q->data = e;
    q->next =  p->next;//上一节点的后面节点赋予添加节点的后面
    p->next = q;//再把添加节点赋予上一节点的后面
    return OK;

}

//删除元素
Status ListDelete(linkList* L, int i)
{
    int j = 1;
    linkList p = *L, q;//删除元素，也要知道上一节点
    while (p && j < i)
    {
        j++;
        p = p->next;
    }
    if (!p || j > i)return ERROR;

    if (p->next == NULL)return ERROR;

    //***提前保存需要删除的内存****
    q = p->next;//保存后面第一个节点

    p->next = p->next->next;//让后面第二个节点开始接到后面第一个节点位置

    //特别注意，不能是free(p->next)因为已经变化了
    free(q);//再释放后面第一个的内存

    return OK;
}

//遍历显示
Status ListTraverse(linkList L)
{
    linkList p = L->next;
    while (p)
    {
        printf("%d-->", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
    return OK;
    
}

//创建头部n个新的随机元素
Status CreatListHead(linkList* L, int n)
{
    srand((unsigned)time(NULL));//随机数种子，根据时间变化
    linkList p;
    *L = (linkList)malloc(sizeof(Node));
    if((*L) == NULL)return ERROR;
    (*L)->next = NULL;
    while (n--)
    {
        p = (linkList)malloc(sizeof(Node));
        if((p) == NULL)return ERROR;
        p->data = rand() % 100 + 1;
        p->next = (*L)->next;//新节点后面接上头结点后面的节点
        (*L)->next = p;//一直再头结点后面添加新节点
    }
    return OK;

}

//创建尾部
Status CreatListTail(linkList* L,int n)
{
    srand((unsigned)time(NULL));
    linkList p, q;
    *L = (linkList)malloc(sizeof(Node));
    if ((*L) == NULL)return ERROR;
    q = *L;
    while (n--)
    {
        p = (linkList)malloc(sizeof(Node));
        if ((p) == NULL)return ERROR;
        p->data = rand() % 100 + 1;
        q->next = p;//尾部后面一直接新节点
        q = p;//更换尾部
    }
    q->next = NULL;
    return OK;
}


int main()
{
    linkList L;
    ElemType e = 0;
    Status res;
    int i, j;

    res = InitList(&L);
    printf("初始化后的长度：%d\n", ListLength(L));

    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        res = ListInsert(&L, 1, i);
        if (!res)printf("插入元素失败！\n");
    }
    printf("插入5个元素后：\n");
    ListTraverse(L);
    printf("插入5个元素后是否为空：%d（1：是  0：否）\n", res);
    printf("插入5个元素后的长度：%d\n", ListLength(L));

    res = isListEmpty(L);
    printf("是否为空：%d（1：是  0：否）\n", res);
    
    res = ClearList(&L);
    printf("清空后后的长度：%d\n", ListLength(L));
    printf("清空后是否为空：%d（1：是  0：否）\n", res);

    //重新插入
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        res = ListInsert(&L, 1, i);
        if (!res)printf("插入元素失败！\n");
    }
    printf("插入10个元素后：\n");
    ListTraverse(L);
    printf("插入10个元素后的长度：%d\n", ListLength(L));

    GetElem(L, 5, &e);
    printf("第5个元素为：%d\n",e);

    //删除测试
    j = ListLength(L);
    res = ListDelete(&L, j + 1);
    if (res == ERROR)
        printf("删除第%d元素失败！\n", j + 1);
    else
        printf("删除第%d元素成功！\n", j);

    res = ListDelete(&L, j);
    if (res == ERROR)
        printf("删除第%d元素失败！\n", j);
    else
        printf("删除第%d元素成功！\n", j);
    printf("删除后：\n");
    ListTraverse(L);
    
    if (ListDelete(&L, 5))
    {
        printf("删除第五个元素成功！\n");
        
    }
    ListTraverse(L);
    ClearList(&L);

    CreatListHead(&L, 20);
    printf("头部创建：\n");
    ListTraverse(L);
    ClearList(&L);

    printf("尾部创建：\n");
    CreatListTail(&L, 20);
    ListTraverse(L);
    
    ClearList(&L);

    free(L);

    return 0;
}