数据结构链表，结点的结构体定义以及增删改查的实现

news2024/12/26 11:30:04

一、单链表的定义和表示

线性表链式存储结构的特点是：用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素（这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的）。因此，为了表示每个元素a_i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a_i来说，除了存储其本身的信息之外，还需要存储一个指示其直接后继的信息。这两部分信息组成数据元素a_i的存储映像，称为结点。它包括两个域：

数据域：存储数据元素信息的域

指针域：存储直接后继存储位置的域

n个结点链结成一个链表，即为线性表的链式存储结构，而每个结点只包含一个指针域称为线性链表或单链表。

根据链表结点所含指针个数、指针指向和指针连接方式，可将链表分为单链表、循环链表、双向链表、二叉链表、十字链表、临近链表、临接多重表等。

首元结点：链表中存储第一个数据元素的结点

头结点：在首元结点之前附设的一个结点，其指针域指向首元结点。头节点的数据域一般存放链表的长度

头指针：指向链表中第一个结点的指针 

注意：链表的最后一个结点的指针域为NULL

二、单链表的存储结构

typedef int ElemType;  //重定义数据域的数据类型
typedef struct LNode   //定义单链表存储结构
{
	ElemType data;     //结点的数据域
	struct LNode *next;//结点的指针域
}*LinkList;            //LinkList为指向结构体LNode的指针类型

三、单链表的操作

3.1 单链表创建

LinkList Request_space()  //在堆区申请一个结点空间
{
	LinkList node=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));  //在使用malloc函数时，记得引用头文件#include <stdlib.h>
	if(NULL==node)
		return NULL;
	node->data=0;
	node->next=NULL;
	return node;
}

3.2 单链表头插

LinkList insert_head(LinkList L_list,ElemType value)  //实现头插
{
	LinkList node=Request_space();
	if(NULL==node)
		return NULL;
	node->data=value;
	node->next=L_list;
	L_list=node;
	return L_list;
}

3.3 单链表尾插

LinkList insert_rear(LinkList L_list,ElemType value)  //实现尾插
{
	LinkList node=Request_space();
	node->data=value;
	if(NULL==L_list)
		L_list=node;
	else
	{
		LinkList rear=L_list;
		while(rear->next!=NULL)
			rear=rear->next;
		rear->next=node;
	}
	return L_list;
}

3.4 单链表头删

LinkList delete_head(LinkList L_list)  //实现头删
{
	if(NULL==L_list)
		return NULL;
	if(L_list->next==NULL)
	{
		free(L_list);
		L_list=NULL;
	}
	else
	{
		LinkList p=L_list->next;
		L_list->data=p->data;
		L_list->next=p->next;
		free(p);
		p=NULL;
	}
	return L_list;
}

3.5 单链表尾删

LinkList delete_rear(LinkList L_list)  //实现尾删
{
	if(NULL==L_list)
		return NULL;
	if(L_list->next==NULL)
	{
		free(L_list);
		L_list=NULL;
	}
	else
	{
		LinkList rear=L_list;
		while(rear->next->next!=NULL)
			rear=rear->next;
		free(rear->next);
		rear->next=NULL;
	}
	return L_list;
}

3.6 单链表遍历

int Output(LinkList L_list)  //实现输出
{
	if(NULL==L_list)
		return -1;
	while(L_list!=NULL)
	{
		printf("%d ",L_list->data);
		L_list=L_list->next;
	}
	puts("");
	return 0;
}

3.7 计算单链表长度

int len_Llist(LinkList L_list)  //计算单链表长度
{
	int count=0;
	if(NULL==L_list)
		return -1;
	while(L_list!=NULL)
	{
		count++;
		L_list=L_list->next;
	}
	return count;
}

3.8 单链表任意位置插入

LinkList insert_by_seat(LinkList L_list,int seat,ElemType value)  //实现任意位置插入
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return L_list;
	if(seat==len+1)
		L_list=insert_rear(L_list,value);

	LinkList rear=L_list;
	LinkList node=Request_space();
	for(int i=1;i<seat;i++)
		rear=rear->next;
	node->data=rear->data;
	rear->data=value;
	node->next=rear->next;
	rear->next=node;
	return L_list;
}

3.9 单链表任意位置查找

int search_by_seat(LinkList L_list,int seat)  //实现任意位置查找
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return -1;
	LinkList rear=L_list;
	for(int i=1;i<seat;i++)
		rear=rear->next;
	printf("%d\n",rear->data);
	return 0;
}

3.10 单链表任意位置修改

LinkList modify_by_seat(LinkList L_list,int seat,ElemType value)  //任意位置修改
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return L_list;
	LinkList rear=L_list;
	for(int i=1;i<seat;i++)
		rear=rear->next;
	rear->data=value;
	return L_list;
}

3.11 单链表任意位置删除 

LinkList delete_by_seat(LinkList L_list,int seat)  //任意位置删除
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return L_list;
	if(seat==1)
		L_list=delete_head(L_list);
	else
	{
	LinkList rear=L_list;
	for(int i=1;i<seat-1;i++)
		rear=rear->next;
	LinkList p=rear->next;
	rear->next=p->next;
	free(p);
	p=NULL;
	}
	return L_list;
}

四、多文件编辑实现单链表操作

头文件 head.h

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__

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

typedef int ElemType;  //重定义数据域的数据类型
typedef struct LNode  //定义单链表存储结构
{
	ElemType data;
	struct LNode *next;
}*LinkList;

LinkList Request_space();  //在堆区申请一个结点空间
int Output(LinkList L_list);  //实现输出
LinkList insert_head(LinkList L_list,ElemType value);  //实现头插
LinkList insert_rear(LinkList L_list,ElemType value);  //实现尾插
LinkList delete_head(LinkList L_list);  //实现头删
LinkList delete_rear(LinkList L_list);  //实现尾删
LinkList insert_by_seat(LinkList L_list,int seat,ElemType value);  //实现任意位置插入
int search_by_seat(LinkList L_list,int seat);  //实现任意位置查找
LinkList modify_by_seat(LinkList L_list,int seat,ElemType value);  //任意位置修改
LinkList delete_by_seat(LinkList L_list,int seat);  //任意位置删除

#endif

自定义函数 fun.c

#include "head.h"
LinkList Request_space()  //在堆区申请一个结点空间
{
	LinkList node=(LinkList)malloc(sizeof(struct LNode));
	if(NULL==node)
		return NULL;
	node->data=0;
	node->next=NULL;
	return node;
}
int Output(LinkList L_list)  //实现输出
{
	if(NULL==L_list)
		return -1;
	while(L_list!=NULL)
	{
		printf("%d ",L_list->data);
		L_list=L_list->next;
	}
	puts("");
	return 0;
}
LinkList insert_head(LinkList L_list,ElemType value)  //实现头插
{
	LinkList node=Request_space();
	if(NULL==node)
		return NULL;
	node->data=value;
	node->next=L_list;
	L_list=node;
	return L_list;
}
LinkList insert_rear(LinkList L_list,ElemType value)  //实现尾插
{
	LinkList node=Request_space();
	node->data=value;
	if(NULL==L_list)
		L_list=node;
	else
	{
		LinkList rear=L_list;
		while(rear->next!=NULL)
			rear=rear->next;
		rear->next=node;
	}
	return L_list;
}
LinkList delete_head(LinkList L_list)  //实现头删
{
	if(NULL==L_list)
		return NULL;
	if(L_list->next==NULL)
	{
		free(L_list);
		L_list=NULL;
	}
	else
	{
		LinkList p=L_list->next;
		L_list->data=p->data;
		L_list->next=p->next;
		free(p);
		p=NULL;
	}
	return L_list;
}
LinkList delete_rear(LinkList L_list)  //实现尾删
{
	if(NULL==L_list)
		return NULL;
	if(L_list->next==NULL)
	{
		free(L_list);
		L_list=NULL;
	}
	else
	{
		LinkList rear=L_list;
		while(rear->next->next!=NULL)
			rear=rear->next;
		free(rear->next);
		rear->next=NULL;
	}
	return L_list;
}
int len_Llist(LinkList L_list)  //计算单链表长度
{
	int count=0;
	if(NULL==L_list)
		return -1;
	while(L_list!=NULL)
	{
		count++;
		L_list=L_list->next;
	}
	return count;
}
LinkList insert_by_seat(LinkList L_list,int seat,ElemType value)  //实现任意位置插入
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return L_list;
	if(seat==len+1)
		L_list=insert_rear(L_list,value);

	LinkList rear=L_list;
	LinkList node=Request_space();
	for(int i=1;i<seat;i++)
		rear=rear->next;
	node->data=rear->data;
	rear->data=value;
	node->next=rear->next;
	rear->next=node;
	return L_list;
}
LinkList delete_by_seat(LinkList L_list,int seat)  //任意位置删除
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return L_list;
	if(seat==1)
		L_list=delete_head(L_list);
	else
	{
	LinkList rear=L_list;
	for(int i=1;i<seat-1;i++)
		rear=rear->next;
	LinkList p=rear->next;
	rear->next=p->next;
	free(p);
	p=NULL;
	}
	return L_list;
}
int search_by_seat(LinkList L_list,int seat)  //实现任意位置查找
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return -1;
	LinkList rear=L_list;
	for(int i=1;i<seat;i++)
		rear=rear->next;
	printf("%d\n",rear->data);
	return 0;
}
LinkList modify_by_seat(LinkList L_list,int seat,ElemType value)  //任意位置修改
{
	int len=len_Llist(L_list);
	if(NULL==L_list||seat<1||seat>len+1)
		return L_list;
	LinkList rear=L_list;
	for(int i=1;i<seat;i++)
		rear=rear->next;
	rear->data=value;
	return L_list;
}

主函数 main.c

#include "head.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
	LinkList L_list=NULL;  //定义结点变量,注意定义时一定要指向NULL
	int n;            //定义循环输入次数
	ElemType value;   //定义数据域元素
	printf("please enter n:");
	scanf("%d",&n);

 	for(int i=0;i<n;i++)  //尾插
	{
		printf("please enter a value:");
		scanf("%d",&value);
		L_list=insert_head(L_list,value);
	}

	for(int i=0;i<n;i++)  //头插
	{	
		printf("please enter a value:");
		scanf("%d",&value);
		L_list=insert_rear(L_list,value);
	}
	Output(L_list);

	int seat;

	
	printf("please enter a seat:");  //任意位置插入
	scanf("%d",&seat);
	printf("please enter a value:");
	scanf("%d",&value);
	L_list=insert_by_seat(L_list,seat,value);
    Output(L_list);

	printf("please enter a seat:");  //任意位置查找
	scanf("%d",&seat);
	search_by_seat(L_list,seat);
	Output(L_list);

	printf("please enter a seat:");  //任意位置修改
	scanf("%d",&seat);
	printf("please enter a value:");
	scanf("%d",&value);
	modify_by_seat(L_list,seat,value);
    Output(L_list);

	printf("please enter a seat which you want to delete:");  //任意位置删除 
	scanf("%d",&seat);
	delete_by_seat(L_list,seat);
	Output(L_list);
	return 0;
}

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