一，问题描述
设有线性表（34，12，45，64，28，36，45，56），采用链式存储结构。编程实现下列有关单链表的基本操作及运算：
（1） 用表头插入法创建单链表；
（2） 用表尾插入法创建单链表；
（3） 在单链表的第i个结点前插入一个结点；
（4） 删除单链表中第i个结点；
（5） 删除单链表中指定值的结点；
（6） 删除单链表中结点值等于e的所有结点；
（7） 输出链表元素；
（8） 清空单链表。
二，基本要求
（1）链表必须带有附加表头结点，设计链表结点的存储结构；
（2）掌握单链表各种基本操作的算法设计方法和技巧，分析各算法的性能；
（3）在参考程序中的下划线处填上适当的语句或文字，完善参考程序；
（4）设计测试用例，上机调试、测试参考程序，打印测试结果，对测试结果进行分析；
（5）每完成一个步骤，必须及时输出链表中的所有元素，便于观察操作结果。
三，数据结构设计
设计单链表结点结构如下：
typedef struct LNode{
ElemType data; //数据域
struct LNode *next; //指针域
}LNode, *LinkList;
四，算法分析与设计
（1）插入算法设计
在带头结点的单链表L中第i个结点前插入一个元素值为item的新结点。算法步骤：
- 定位指针p指向第i-1个结点；
- 若定位失败，算法结束；
- 申请新结点s，将新元素item写入s的数据域；
- 令新结点s指向p的下一个结点（即第i个结点）；
- 令p结点指向新结点s。
（2）删除算法设计
在带头结点的单链表L中删除第i个结点，被删结点的元素通过参数e返回。算法步骤：
- 定位指针p指向第i-1个结点，q指向p的下一个结点（被删结点）；
- 若定位失败，算法结束；
- 令p结点的指针域指向q结点的下一个结点；
- 将q结点的元素保存到参数e中；
- 释放q结点空间。
五，示例代码
#define OVERFLOW -1
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FLASE 0
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
typedef int Status;
typedef int ElemType;
typedef struct LNode{
ElemType data; //数据域
struct LNode *next; //指针域
}LNode, *LinkList;
Status CreatLinkL1(LinkList &L, int n, ElemType *E) {
//用表头插入法逆序建立带头结点的单链表
int i;
LinkList p;
L = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
if(!L) return ERROR;
L->next = NULL; //建立头结点，假定与元素结点结构相同
for (i = n-1; i>= 0; --i) //从后向前输入元素
{
if(!(p=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)))) //生成新结点
return ERROR;
p->data=E[i];
p->next = L->next; //新结点插入到表头
L->next = p;
}
return OK;
}
Status CreatLinkL2(LinkList &L, int n, ElemType *E) {
//用表尾插入法建立带头结点的单链表
int i;
LinkList p, r;
L = (LinkList) malloc(sizeof(LNode));
if(!L) return ERROR;
r=L; //初始化尾指针
for (i = 0; i<n; i++)
{
if(!(p=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)))) //生成新结点
return ERROR;
p->data=E[i];
r->next = p; //新结点插入到表尾
r = p;
}
r->next=NULL;
return OK;
}
Status InsertLinkL(LinkList &L, int i, ElemType e) {
//在带头结点的单链表L中第i个位置之前插入元素e
LinkList s, p=L;
int k=0; //初始化，p指向头结点，k为计数器
while (p->next!=NULL && k<i-1) {
//定位指针p指向第i-1个元素或p为空
p=p->next;
++k;
}
if(!p->next||k>i-1) return ERROR; //定位插入点失败
if(!(s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)))) //申请元素e的结点空间
return OVERFLOW; //内存无空闲单元，无法申请到空间
s->data=e;
s->next = p->next; // 将新结点s插入到链表中
p->next = s;
return OK;
} // InsertList1
Status Del_LinkL1(LinkList L, int i, ElemType &e) {
//在带头结点的单链表L中，删除第i个元素，并由e返回其值
int k=0; //初始化，p指向头结点，k为计数器
LinkList q, p=L;
while(p->next!=NULL && k<i-1) {
//逐一移动指针p，直到p指向第i-1个结点或p为空
p=p->next; ++k;
}
if(!p->next||k>i-1) return ERROR; //无法删除
q=p->next; // 令q指向待删除的元素结点；
p->next = q->next; // 将q结点从链表中删除
e=q->data; free(q);
return OK;
}
Status Del_LinkL2(LinkList &L, ElemType e)
// 在带头结点的单链表中删除键值为e的结点，成功返回OK，失败返回ERROR
{
LinkList p, q; // p为被删结点前驱，q为被删除结点
p=L;
q=L->next;
while(q != NULL && q->data != e) {
//定位指针q指向被删结点
p=q;
q=q->next;
}
if(q==NULL) // 链表为空
return ERROR;
p->next=q->next ; // 被删结点从链表中脱离
free(q); // 释放被删除结点的空间
return OK; // 删除成功
}
Status Del_LinkL3(LinkList &L, ElemType e)
// 在带头结点的单链表L中删除键值为e的所有结点，
// 成功返回TRUE，没找到返回FLASE
{
LinkList p, q; // p为被删结点前驱，q为被删除结点
int tag=FLASE;
p=L;
q=L->next;
while(q!=NULL) {
//定位指针q指向被删结点
if(q->data==e)
{
p->next = q->next; // 让q结点从链表中脱离
free(q); tag=TRUE;
}
else
p=q;
q=p->next;
}
return tag;
}
void PrintLinkL(LinkList L)
// 输出带头结点的单链表中所有结点的键值
{
LinkList p=L->next;
while(p) {
printf("%d→", p->data);
p=p->next; // 遍历下一个结点
}
printf("∧\n");
}
void FreeLinkL(LinkList &L)
// 释放带头结点的链表空间（含头结点）
{
LinkList p, q;
p=L;
while(p!=NULL) {
q = p;
p=p->next;
free(q) ;
}
L=NULL; // 将链表头指针置空
}
void main() // 主函数。
{
ElemType E[]={
34,12,45,64,28,36,45,56}; // 准备线性表
int i, n=8;
LinkList head;
ElemType rc;
printf("(1)表头插入法创建单链表……\n");
if(!CreatLinkL1(head, n, E)) {
printf(" 内存空间不够，创建失败！\n");
return;
}
else {
printf(" 创建完成。链表输出：");
PrintLinkL(head);
}
printf("(2)表尾插入法创建单链表……\n");
FreeLinkL(head);
if(!CreatLinkL2(head, n, E)) {
printf(" 内存空间不够，创建失败！\n");
return;
}
else {
printf(" 创建完成。链表输出：");
PrintLinkL(head);
}
printf("(3)指定位置插入……\n");
printf(" 输入插入位置和新元素值==>");
scanf("%d%d", &i, &rc);
if(!InsertLinkL(head, i, rc))
printf(" 参数错误或内存空间不够，插入失败！\n");
else {
printf(" 插入成功！链表输出：");
PrintLinkL(head);
}
printf("(4)删除指定位置结点……\n");
printf(" 输入被删结点位置==>");
scanf("%d", &i);
if(!Del_LinkL1(head, i, rc))
printf(" 参数错误，删除失败！\n");
else {
printf(" 删除成功！被删结点键值是：%d\n 链表输出：", rc);
PrintLinkL(head);
}
printf("(5)删除指定值结点……\n");
printf(" 输入被删结点的键值==>");
scanf("%d", &rc);
if(!Del_LinkL2(head, rc))
printf(" 输入的键值不存在！\n");
else {
printf(" 删除成功！链表输出：");
PrintLinkL(head);
}
printf("(6)删除指定值所有结点……\n");
printf(" 输入被删结点的键值==>");
scanf("%d", &rc);
if(!Del_LinkL3(head, rc))
printf(" 输入的键值不存在！\n");
else {
printf(" 删除成功！链表输出：");
PrintLinkL(head);
}
printf("(7)清空链表……\n");
FreeLinkL(head);
if(!head)
printf(" 链表已清空\n");
else
printf(" 清空链表失败！");
}
六，操作步骤
1.双击程序图标，启动程序。
2.新建项目。
3.选择”空项目“——输入项目名称——单击”确认“按钮。
4.右击”源文件“——”添加“——选择”新建项“。
5.选择”C++文件“——输入文件名——单击”添加“按钮。
6.编写代码。
7.编译代码。
8.查看编译结果。
9.单击绿色小三角，运行项目。
七，运行效果
1.按照实验要求，进行测试程序。
2.调试结果。
