来源书籍：
数据结构(C语言版)(第2版·微课版) 秦锋 汤亚玲主编 清华大学出版社 2021年12月
书籍链接：
(http://www.tup.tsinghua.edu.cn/booksCenter/book_09444301.html#)
1.线性表
1.1 单链表基本运算的实现
1.1.1 创建空单链表
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include<string.h>
#define MAXSIZE 100
这段代码包含了标准输入输出库的头文件 stdio.h，标准库的头文件 stdlib.h，内存分配相关库的头文件 malloc.h，以及字符串处理库的头文件 string.h。最后一行是一个宏定义，将MAXSIZE定义为100。在后续程序中可以使用MAXSIZE代替100。这样做可以方便程序的修改和维护，提高代码的可读性和可维护性。
typedef int DataType;
typedef struct node{
DataType data; /*每个元素数据信息*/
struct node *next; /*存放后继元素的地址*/
} LNode,*LinkList;
这段代码定义了一个单链表结构，其中：
DataType被定义为int类型，用于存储链表中每个元素的数据信息。
struct node表示链表的节点，包括一个DataType类型的data成员，用于存储节点的数据信息，以及一个struct node类型的next指针，用于存储下一个节点的地址。
LNode是一个struct node类型的别名，方便后续代码的书写。
LinkList是一个struct node类型的指针别名，用于存储链表的头指针，方便对链表的操作。
这段代码定义了一个链表结构体，其中包含两个成员变量：DataType data 和 struct node *next。DataType 是一个类型定义，表示元素的数据类型，可以根据需要进行修改。LNode 表示链表节点，其中 data 成员变量存储节点数据，next 成员变量存储指向下一个节点的指针。LinkList 则是一个指向 LNode 的指针类型，用于表示链表的头节点。
//创建空单链表
LinkList Creat_LinkList( )
{
/*创建空单链表，入口参数：无；返回值：单链表的头指针，0代表创建失败，非0表成功*/
LinkList H;
H=(LinkList )malloc(sizeof(LNode));
if (H) /*确认创建头结点创建是否成功，若成功，修改单链表头结点的指针域为0表空表*/
H->next=NULL;
return H;
}
这段代码实现了创建一个空单链表的函数。函数名为Creat_LinkList，返回值为单链表的头指针LinkList，如果创建失败则返回0。
函数中首先定义了一个LinkList类型的头指针H，然后使用malloc函数为头结点动态分配内存空间，并判断分配是否成功。如果分配成功，则将头结点的指针域next设为NULL，表示该单链表为空表。
最后返回头指针H。
H=(LinkList )malloc(sizeof(LNode));
这行代码是在动态内存中分配了一个LNode结构体的空间，并将其地址赋给指针变量H。它的作用是创建链表的头节点。通过调用malloc函数，分配了内存空间，这个内存空间的大小是LNode结构体的大小，由sizeof(LNode)计算得出。然后将分配的空间的地址强制转换为LinkList类型，以便将其赋给指针变量H，成为链表的头指针。
1.1.2 销毁单链表
//销毁单链表
void Destroy_LinkList(LinkList *H)
{
/*销毁单链表，入口参数：单链表头指针的地址*/
LinkList p,q;
p= *H;
while ( p) /*释放单链表的所有结点*/
{
q=p;
p=p->next;
free(q);
} /*while */
*H=NULL;
}
这段代码是单链表的销毁操作，用于释放单链表中所有结点的内存空间。
其中，入口参数是单链表头指针的地址（即指向头结点指针的指针），使用指针的指针是为了修改头指针的值，将其置为NULL。
在函数中，定义两个指针p和q，p指向当前需要被释放的结点，q指向p的前一个结点。循环遍历整个单链表，依次释放每个结点的内存空间，直到p指向空指针。循环结束后，将头指针的值置为NULL，表示单链表已被销毁。
需要注意的是，在释放结点的内存空间之前，需要将p指向下一个结点，避免释放后无法访问下一个结点的情况发生。
问：为何p指向当前需要被释放的结点，q指向p的前一个结点？
在销毁单链表的过程中，需要依次释放链表中的每一个结点，而且在释放当前结点时，需要保留指向下一个结点的指针，因为在释放当前结点之后，下一个结点将变成当前结点。所以在循环中，使用p指针指向当前需要被释放的结点，使用q指向p的前一个结点，以便在释放p之后，修改q的指针域，将其指向下一个结点，同时保留链表的完整性。
1.1.3 求表长
//求表长
int Length_LinkList (LinkList H)
{
/*求单链表表长，入口参数：单链表头指针，出口参数：表长，-1表示单链表不存在。*/
LinkList p=H; /* p指向头结点*/
int count= -1; /*H带头结点所以从－1开始*/
while ( p) /* p所指的是第 count + 1 个结点*/
{
p=p->next;
count++;
} /*while */
return (count);
}
这段代码是求单链表的长度，函数名为Length_LinkList。传入参数为单链表的头指针H，返回单链表的长度。函数中首先定义了一个指针变量p指向头结点，然后定义一个计数器count，初始值为-1，因为单链表头结点不计入表长，然后使用循环遍历单链表，每遍历一个结点，计数器count自增1，直到遍历结束。最后返回计数器count的值即为单链表的长度。
需要注意的是，当单链表为空时，count的初始值为-1，此时返回的长度值为-1，表示单链表不存在。
1.1.4 查找操作
按序号查找
查找第i个数据元素
LinkList Locate_LinkList_Pos( LinkList H, int i)
{
/*i不正确或者链表不存在返回NULL，i==0返回头指针，否则返回第 i 结点的指针*/
LinkList p;
int j;
p=H; j=0;
while (p && j<i ) /*查找第i个结点*/
{
p=p->next;
j++;
} /*while*/
if(j==i)
{
return (p);
}
else{
printf("参数i错或单链表不存在\n");
return (NULL);
}
}
这段代码实现了在单链表中查找第i个数据元素，其中i表示查找的位置，H是单链表的头指针。若i小于等于0或者单链表不存在，则返回NULL。如果i大于0，从头结点开始遍历单链表，查找第i个结点，并返回该结点的指针。如果i大于单链表的长度，则返回NULL。
while (p && j<i ) /*查找第i个结点*/
{
p=p->next;
j++;
}
这段代码是用来查找单链表中第i个数据元素所在结点的指针，其中i为输入的参数。p指针最开始指向单链表的头结点，j为0，然后不断地往下遍历链表，每遍历一个结点j自增1，直到j等于i或者遍历到链表末尾（p为NULL）为止。当j等于i时，p指向的就是第i个数据元素所在结点的指针，返回该指针；否则，返回NULL。
p && j<i
p && j<i 是 while 循环的条件之一。这个条件表示在链表不为空且还没有到达第 i 个节点时，继续遍历链表。当链表为空或已经到达第 i 个节点时，循环终止。
问：p为头结点是空吗？
p是头结点，不是数据结点，因此不存储数据，但是它的 next 指针可能指向单链表中的第一个数据结点，因此在遍历单链表时需要跳过头结点，从头结点的 next 开始遍历。在这个循环中，p 的初始值为头结点，如果 p 不为 NULL（即单链表非空）并且当前遍历到的结点位置小于要查找的位置 i，则继续向后遍历，直到找到第 i 个结点或者遍历到单链表末尾。
按值查找
//按值查找
LinkList Locate_LinkList_Value( LinkList H, DataType x)
{
/*在单链表中查找值为x的结点，入口参数：单链表指针，检索元素*/
/*出口参数：找到后返回其指针，否则返回NULL*/
LinkList p=H->next;
while ( p && p->data != x)
p=p->next;
return (p);
}
这个函数实现的是在单链表中按值查找某个元素的结点，并返回该结点的指针。其中，入口参数包括单链表的头指针H和要查找的元素x，返回值为找到元素的结点指针，如果没找到则返回NULL。
函数的具体实现是，从单链表的第一个元素开始，依次向后遍历每个元素，如果该元素不等于要查找的元素x，则继续向后遍历，直到遍历到单链表的最后一个元素或找到了要查找的元素x。如果找到了要查找的元素，则返回该元素所在结点的指针，否则返回NULL。
1.1.5 插入
//插入
int Insert_LinkList( LinkList H, int i, DataType x)
{
/*在单链表H的第i个位置前插入值为x的结点，入口参数：单链表，插入位置，插入元素*/
/*返回参数：成功标志，0不成功，1成功*/
LinkList p, q;
p= Locate_LinkList_Pos ( H, i-1); /*找第i-1个结点地址，见算法2.11 */
if (!p)
{
printf("i有误\n");
return (0);
}
q=(LinkList) malloc(sizeof(LNode));
if (!q)
{
printf("申请空间失败\n");
return (0);
} /*申请空间失败，不能插入*/
q->data=x;
q->next=p->next; /*新结点插入在第i-1个结点的后面*/
p->next=q;
return 1; /*插入成功，则返回*/
}
这段代码实现了在单链表中的第i个位置前插入值为x的结点，具体实现如下：
调用Locate_LinkList_Pos函数找到第i-1个结点的地址p，如果i有误，则返回0表示不成功。
分配一个新的结点q，并将x存入q的data域中。
将q插入到第i-1个结点的后面，即q的next指向p的next，p的next指向q。
返回1表示成功插入。
这里的关键是调用了Locate_LinkList_Pos函数找到第i-1个结点的地址，这个函数的实现在前面的代码里已经给出过了。
q->data=x;
q->next=p->next; /*新结点插入在第i-1个结点的后面*/
p->next=q;
在这段代码中，首先创建一个新的结点q并将x赋值给它的data域。然后，将q的next指针指向p的下一个结点，即第i个结点，这样就把第i-1个结点和第i个结点分别连接到了新结点q的前后。最后，将p的next指针指向q，这样就完成了在第i个位置前插入新结点q的操作。
1.1.6 删除
//删除
int Del_LinkList(LinkList H,int i)
{
/*删除单链表H上的第i个结点，入口参数：单链表，删除元素序号，返回参数：成功标志，
0不成功，1成功*/
LinkList p, q;
if (H==NULL||H->next==NULL)
{
printf("链表不存在或者空表不能删除\n");
return (0);
}
p= Locate_LinkList_Pos( H, i-1); /*找第i-1个结点地址,见算法2.11*/
if (p==NULL||p->next==NULL)
{
printf("参数 i 错\n");
return (0); /*第i个结点不存在*/
}
q=p->next; /*q指向第i个结点*/
p->next=q->next; /*从链表中删除*/
free(q); /*释放第i个结点空间 */
return (1);
}
这是一个单链表的删除操作函数，其功能是删除链表中的第i个节点，输入参数为单链表的头结点指针H和欲删除结点的序号i，返回值为1表示删除成功，为0则表示删除失败。在函数中，首先判断单链表是否为空表，如果是则返回0表示删除失败。然后在单链表中查找第i-1个节点，如果找到，则将第i-1个节点的next指针指向第i+1个节点，即跳过第i个节点，将其从链表中删除。最后释放第i个节点所占用的空间，返回1表示删除成功。
if (H==NULL||H->next==NULL)
{
printf("链表不存在或者空表不能删除\n");
return (0);
}
这段代码是判断链表是否存在或为空表，若是，则输出提示信息"链表不存在或者空表不能删除"并返回0，表示删除不成功。因为链表不存在或为空表时，根本就没有结点可供删除。
H==NULL||H->next==NULL
这段代码是用来判断单链表是否为空，如果是空表，则不能进行删除操作。判断的方法是通过判断单链表头节点的指针 H 和其 next 指针是否为 NULL 来进行的。
具体来说，如果 H 指针为 NULL，说明单链表本身就不存在；如果 H->next 指针为 NULL，说明单链表只有一个头节点，没有其他节点，即单链表为空表。如果单链表为空表，则不能进行删除操作，直接返回 0，表示删除不成功。
p==NULL||p->next==NULL
这行代码是用于检查指定位置 i 是否存在，如果指定位置 i 不存在，那么删除操作就不会执行，该行代码会返回删除失败的标志，即返回 0。
具体来说，该行代码有两个判断条件：
p == NULL：如果找到第 i - 1 个节点，但是该节点的指针为 NULL，则说明链表长度不足 i - 1，即指定的位置 i 不存在。
p->next == NULL：如果找到第 i - 1 个节点，但是该节点的下一个节点指针为 NULL，则说明指定位置 i 上的节点不存在，即指定的位置 i 不存在。
如果上述两个条件都不满足，那么就说明指定位置 i 存在，可以进行删除操作。
q=p->next; /*q指向第i个结点*/
p->next=q->next; /*从链表中删除*/
free(q); /*释放第i个结点空间 */
这段代码实现了在单链表H上删除第i个元素的操作。首先，用指针p找到第i-1个结点的地址，然后用指针q指向第i个结点，将第i-1个结点的next指向第i+1个结点，从而删除了第i个结点。最后，释放第i个结点的内存空间。
1.1.7 单链表的遍历
//单链表的遍历
void DispList(LinkList L) /*输出线性表*/
{
LinkList p;
int i=1;
p=L->next;
printf(" NO DATA \n");
while(p)
{
printf(" %d %d",i,p->data);
printf("\n");
i++;
p=p->next;
}
printf("\n");
printf("目前表中元素总数：%d\n",i-1);
printf("\n");
}
这是一个输出单链表元素的函数，函数名为DispList，接受一个单链表L作为参数，没有返回值。
函数内部首先定义一个指针p指向L的第一个节点，然后使用while循环遍历单链表L，每遍历一个节点，就输出节点的序号和数据值，同时将计数器i加1，最后输出单链表中元素总数。输出的格式为两列，第一列是节点的序号，第二列是节点的数据值。
输出完单链表的所有元素后，函数会输出单链表中元素总数。
p=L->next;
在这段代码中，L 是一个指向头结点的指针，头结点中不存储数据，只是一个辅助结点。因此，我们需要将 p 指向头结点的下一个结点，也就是第一个实际存储数据的结点，以便遍历整个单链表。所以， p=L->next; 将指针 p 指向单链表的第一个结点。
printf(" %d %d",i,p->data);
这行代码的作用是输出当前节点的编号和对应的数据值。其中，i 是一个计数器，表示当前节点的编号，p->data 表示当前节点存储的数据值。
p=p->next;
这行代码将当前结点指针p指向它的下一个结点，用于遍历单链表。
1.1.8 单链表的逆置
//单链表的逆置
void Reverse_LinkList (LinkList H)
{
LinkList p,q;
p=H->next; /*p指向第一个数据结点*/
H->next=NULL; /*将原链表置为空表H*/
while (p)
{
q=p;
p=p->next;
q->next=H->next; /*将当前结点插到头结点的后面*/
H->next=q;
} /*while*/
}
这段代码实现了单链表的逆置功能。首先，将指针p指向单链表的第一个数据结点，然后将头结点的next域置为NULL，相当于将原链表置为空表。接着进入while循环，每次将p指向的结点摘下来，保存在q中，然后将p指向下一个结点。接着将q插入到头结点的后面，实现了单链表的逆置。循环执行直到p为空，即原链表中的所有结点都已经被逆置。
这段代码是实现单链表的逆置。其基本思想是，从原链表头结点开始，依次取出每个结点，插入到新链表的头部。
具体实现方法是：定义两个指针p和q，p指向原链表的第一个数据结点，q指向p的后继结点。然后，将p从原链表中断开，将其插入到新链表的头部。接着，将q指向p的后继结点，重复以上操作，直至原链表遍历完毕。最后，将原链表的头结点指针置为NULL，新链表的头结点指向原链表的尾结点。
这样就完成了单链表的逆置操作。