数据结构(带头结点的单链表)

数据结构

单链表

单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据
在写单链表的时候，需要对结构体有一定的了解（这里就不做过多的结构体介绍）

带头结点的单链表

头结点一般在栈区或者数据区开辟且头结点不存储有效数据，头结点的数据域存储当前结点的的个数，除头结点外，其他结点在堆区开辟空间

一、创建带头结点的单链表
带头结点的单链表通过结构体和联合体一起创建

#define FALSE 0
#define TRUE  1

typedef int ElemType;

typedef union DataType
{
	ElemType value;
	int      num;
}DataType;

typedef struct LNode
{
	DataType  data;   //  数据元素或者个数
	struct LNode *next;  //  存储下一个数据结点的地址
}LNode, *LinkList;

static LinkList ApplyNode(ElemType val, LinkList next)          //创建结点并赋值
{
	LinkList p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	if(p == NULL) return NULL;
	p->data.value = val;
	p->next = next;
	return p;
}

二、单链表所实现的功能（带头结点的单链表）
1.找单链表前一个位置

static LinkList FindPrior_Pos(LinkList head, int pos)       //找前一个位置
{
	LinkList p = head;
	while(pos>0)
	{
		p = p->next;
		pos--;
	}
	return p;
}

2.单链表创建结点并赋值

static LinkList ApplyNode(ElemType val, LinkList next)          //创建结点并赋值
{
	LinkList p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	if(p == NULL) return NULL;
	p->data.value = val;
	p->next = next;
	return p;
}

3.单链表初始化

void Init_LinkList(LinkList head)       //初始化
{
	assert(head!=NULL);
	if(head==NULL) exit(0);
	head->next = NULL;
	head->data.num = 0;
}

4.插入
（1）位置插

int  Insert_LinkList_Pos(LinkList head, ElemType val, int pos)     //位置插
{
	if(head == NULL) exit(0);
	if(pos<0||pos>head->data.num)  return FALSE;
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,pos);
	LinkList q = ApplyNode(val,p->next);
	if(q == NULL) return FALSE;
	p->next = q;
	head->data.num++;
	return TRUE;
}

（2）头插

int  Insert_LinkList_Head(LinkList head, ElemType val)         //头插
{
	if(head == NULL) exit(0);
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,0);
	LinkList q = ApplyNode(val,p->next);
	if(q == NULL) return FALSE;
	p->next = q;
	head->data.num++;
	return TRUE;
}

（3）尾插

int  Insert_LinkList_Tail(LinkList head, ElemType val)        //尾插
{
	if(head == NULL) exit(0);
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,head->data.num);
	LinkList q = ApplyNode(val,p->next);
	if(q == NULL) return FALSE;
	p->next = q;
	head->data.num++;
	return TRUE;
}

5.删除
（1）位置删

int  Delete_LinkList_Pos(LinkList head, int pos)        //位置删
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	if(pos<-1||pos>=head->data.num)  return FALSE;
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,pos);
	LinkList q = p->next;
	p->next = q->next;
	free(q);
	head->data.num--;
	return TRUE;
}

（2）头删

int  Delete_LinkList_Head(LinkList head)        //头删
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	LinkList p =  FindPrior_Pos(head,0);
	LinkList q = p->next;
	p->next = q->next;
	free(q);
	head->data.num--;
	return TRUE;
}

（3）尾删

int  Delete_LinkList_Tail(LinkList head)        //尾删
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	LinkList p =  FindPrior_Pos(head,head->data.num-1);
	LinkList q = p->next;
	p->next = q->next;
	free(q);
	head->data.num--;
	return NULL;
}

6.打印

void Show_LinkList(LinkList head)       //打印
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	LinkList p = head->next;
	for(int i = 0;i<head->data.num;i++)
	{
		printf("%d  ",p->data.value);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

7.清空单链表

int  Clear_LinkList(LinkList head)      //清空
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	while(head->data.num)
	{
		Delete_LinkList_Tail(head);
	}
	return TRUE;
}

8.销毁单链表

int  Destroy_LinkList(LinkList head)      //销毁
{
	return Clear_LinkList(head);
}

总代码：

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

#define FALSE 0
#define TRUE  1

typedef int ElemType;

typedef union DataType
{
	ElemType value;
	int      num;
}DataType;

typedef struct LNode
{
	DataType  data;   //  数据元素或者个数
	struct LNode *next;  //  存储下一个数据结点的地址
}LNode, *LinkList;

static LinkList ApplyNode(ElemType val, LinkList next)          //创建结点并赋值
{
	LinkList p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	if(p == NULL) return NULL;
	p->data.value = val;
	p->next = next;
	return p;
}

static LinkList FindPrior_Pos(LinkList head, int pos)       //找前一个位置
{
	LinkList p = head;
	while(pos>0)
	{
		p = p->next;
		pos--;
	}
	return p;
}

void Init_LinkList(LinkList head)       //初始化
{
	assert(head!=NULL);
	if(head==NULL) exit(0);
	head->next = NULL;
	head->data.num = 0;
}

int  Insert_LinkList_Pos(LinkList head, ElemType val, int pos)     //位置插
{
	if(head == NULL) exit(0);
	if(pos<0||pos>head->data.num)  return FALSE;
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,pos);
	LinkList q = ApplyNode(val,p->next);
	if(q == NULL) return FALSE;
	p->next = q;
	head->data.num++;
	return TRUE;
}

int  Insert_LinkList_Head(LinkList head, ElemType val)         //头插
{
	if(head == NULL) exit(0);
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,0);
	LinkList q = ApplyNode(val,p->next);
	if(q == NULL) return FALSE;
	p->next = q;
	head->data.num++;
	return TRUE;
}

int  Insert_LinkList_Tail(LinkList head, ElemType val)        //尾插
{
	if(head == NULL) exit(0);
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,head->data.num);
	LinkList q = ApplyNode(val,p->next);
	if(q == NULL) return FALSE;
	p->next = q;
	head->data.num++;
	return TRUE;
}

int  Delete_LinkList_Pos(LinkList head, int pos)        //位置删
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	if(pos<-1||pos>=head->data.num)  return FALSE;
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,pos);
	LinkList q = p->next;
	p->next = q->next;
	free(q);
	head->data.num--;
	return TRUE;
}

int  Delete_LinkList_Head(LinkList head)        //头删
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	LinkList p =  FindPrior_Pos(head,0);
	LinkList q = p->next;
	p->next = q->next;
	free(q);
	head->data.num--;
	return TRUE;
}

int  Delete_LinkList_Tail(LinkList head)        //尾删
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	LinkList p =  FindPrior_Pos(head,head->data.num-1);
	LinkList q = p->next;
	p->next = q->next;
	free(q);
	head->data.num--;
	return NULL;
}

int  Clear_LinkList(LinkList head)      //清空
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	while(head->data.num)
	{
		Delete_LinkList_Tail(head);
	}
	return TRUE;
}

int  Destroy_LinkList(LinkList head)      //销毁
{
	return Clear_LinkList(head);
}

LinkList FindNode_Pos(LinkList head, int pos)       //查找
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	if(pos<0||pos>head->data.num)  return NULL;
	LinkList p = FindPrior_Pos(head,pos);
	return p->next;
}

void Show_LinkList(LinkList head)       //打印
{
	if(head == NULL)  exit(0);
	LinkList p = head->next;
	for(int i = 0;i<head->data.num;i++)
	{
		printf("%d  ",p->data.value);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

int List(LinkList head,int k)      //删除倒数第k个
{
	if(head == NULL)
	{
		return FALSE;
	}
	LinkList p = head;
	LinkList q = head;
	for(int i=1;i<k;i++)
	{
		q = q->next;
	}
	while(q->next != NULL)
	{
		q = q->next;
		p = p->next;
	}
	return p->data.value;
}


int main()
{
	//以下为测试内容----------------------
	LNode head;
	Init_LinkList(&head);
	for(int i = 0;i<10;i++)
	{
		Insert_LinkList_Tail(&head,i);
	}
	Show_LinkList(&head);

	Insert_LinkList_Head(&head,100);
	Insert_LinkList_Pos(&head,200,head.data.num);
	Show_LinkList(&head);

	Delete_LinkList_Head(&head);
	Delete_LinkList_Tail(&head);
	Delete_LinkList_Pos(&head,head.data.num-1);
	Show_LinkList(&head);

	printf("%d\n",*(FindNode_Pos(&head,5)));

	Clear_LinkList(&head);
	Show_LinkList(&head);

	return 0;
}