C实现单链表

LinkList.h

#ifndef __LINKLIST_H__
#define __LINKLIST_H__

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 20 /* 存储空间初始分配量 */

typedef int Status; /* Status 是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如 OK 等 */
typedef int ElemType; /* ElemType 类型根据实际情况而定，这里假设为 int */

Status visit(ElemType c);

typedef struct Node {
	ElemType data; /* 数据域 */
	struct Node *next; /* 指针域 */
}Node;

typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */

/* 初始化单链表，带头节点 */
Status InitList(LinkList *L);

/* 判断单链表是否为空，是则返回TRUE；否则返回FALSE */
Status ListEmpty(LinkList L);

/* 重置单链表为空表 */
Status ClearList(LinkList *L);

/* 销毁单链表 */
Status DestroyList(LinkList *L);

/* 获取单链表中元素个数 */
Status ListLength(LinkList L);

/* 获取单链表中第i个位置的元素，用e返回其值。i >= 1 && i <= ListLength(L) */
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e);

/* 返回单链表中第一个与元素e满足关系的数据元素的位序 */
/* 若这样的元素不存在，则返回0 */
int LocateElem(LinkList L, ElemType e);

/* 在单链表中第i个位置插入新的数据元素e，L的长度加1。i >= 1 && i <= ListLength(L) */
Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType e);

/* 将单链表中第i个位置的数据元素删除，并用e返回其值，L的长度减1。i >= 1 && i <= ListLength(L) */
Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e);

/* 操作结果：依次输出 L 的每个数据元素 */
Status ListTraverse(LinkList L);

/* 头插法建表 */
void CreateListHead(LinkList *L, int n);

/* 尾插法建表 */
void CreateListTail(LinkList*L, int n);

#endif

---

LinkList.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <io.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include "LinkList.h"


Status visit(ElemType c) { 
	printf("%d ", c); 
	return OK; 
}


/* 初始化单链表，带头节点 */
Status InitList(LinkList *L){
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头节点，L指向头节点 */

	if (!(*L)) {
		return ERROR;
	}
	(*L)->next = NULL;

	return OK;
}

/* 判断单链表是否为空，是则返回TRUE；否则返回FALSE */
Status ListEmpty(LinkList L){
	if (L->next) {
		return FALSE;
	}
	else {
		return TRUE;
	}
}

/* 重置单链表为空表 */
Status ClearList(LinkList *L){
	LinkList p, q;
	p = (*L)->next; /* p指向第一个结点 */

	while (p) {
		q = p->next;
		free(p);
		p = q;
	}
	(*L)->next = NULL;

	return OK;
}

/* 销毁单链表 */
Status DestroyList(LinkList *L){
	LinkList p, q;
	p = (*L)->next; /* p指向第一个结点 */

	while (p) {
		q = p->next;
		free(p);
		p = q;
	}
	free(*L);
	(*L) = NULL;

	return OK;
}

/* 获取单链表中元素个数 */
int ListLength(LinkList L){
	int i = 0;
	LinkList p = L->next; /* p指向第一个结点 */

	while (p) {
		i++;
		p = p->next;
	}

	return i;
}

/* 获取单链表中第i个位置的元素，用e返回其值。i >= 1 && i <= ListLength(L) */
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e){
	int j;
	LinkList p;
	p = L->next; /* p指向第一个结点 */
	j = 1; /* 计数器 */

	while (p && j < i) {
		p = p -> next;
		++j;
	}

	if (!p && j > i) {
		return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
	}
	*e = p->data;

	return OK;
}

/* 返回单链表中第一个与元素e满足关系的数据元素的位序。若这样的元素不存在，则返回0 */
int LocateElem(LinkList L, ElemType e){
	int i = 0;
	LinkList p = L->next;

	while (p) {
		i++;
		if (p->data == e) {
			return i;
		}
		p = p->next;
	}

	return 0;
}

/* 在单链表中第i个位置插入新的数据元素e，L的长度加1。i >= 1 && i <= ListLength(L) */
Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType e){
	int j;
	LinkList p, s;
	p = *L;
	j = 1;

	while (p && j < i) { // 寻找第i个元素
		p = p->next;
		j++;
	}

	if (!p || j > i) {
		return ERROR; /* 第i 个元素不存在 */
	}

	s = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p -> next = s;

	return OK;
}

/* 将单链表中第i个位置的数据元素删除，并用e返回其值，L的长度减1。i >= 1 && i <= ListLength(L) */
Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e){
	int j;
	LinkList p, q;
	p = *L;
	j = 1;

	while (p->next && j < i) { // 寻找第i个元素
		p = p->next;
		j++;
	}

	if (!(p->next) || j > i) {
		return ERROR; /* 第i 个元素不存在 */
	}

	q = p->next;
	p->next = q->next;
	*e = q->data;
	free(q);

	return OK;
}

/* 操作结果：依次输出 L 的每个数据元素 */
Status ListTraverse(LinkList L){
	LinkList p;
	p = L->next;
	while (p) {
		visit(p->data);
		p = p->next;
	}

	printf("\n");
	return OK;
}

/* 头插法建表 */
void CreateListHead(LinkList *L, int n){
	LinkList p; 
	int i; 
	srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ 
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); 
	(*L)->next = NULL; /* 先建立一个带头结点的单链表 */ 

	for (i = 0; i < n; i++) {
		p = (LinkList)malloc(sizeof(Node));/* 生成新结点 */
		p->data = rand() % 100 + 1; /* 随机生成100以内的数字 */
		p->next = (*L)->next;
		(*L)->next = p; /* 插入到表头 */
	}
}

/* 尾插法建表 */
void CreateListTail(LinkList*L, int n){
	LinkList p, r; 
	int i; 
	srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */ 
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));/* L为整个线性表 */ 
	r = *L; /* r为指向尾部的结点 */ 
	for (i = 0; i < n; i++) { 
		p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); /* 生成新结点 */ 
		p->data = rand() % 100 + 1; /* 随机生成100 以内的数字 */ 
		r->next = p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */ 
		r = p; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */ 
	} 
	r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */
}

---

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "LinkList.h"


int main(void) {
	LinkList L; 
	ElemType e; 
	Status i; 
	int j, k; 
	
	i = InitList(&L); 
	printf("初始化L后 ： ListLength(L)=%d\n", ListLength(L)); 
	for (j = 1; j <= 5; j++) 
		i = ListInsert(&L, 1, j); 
	printf("在L的表头依次插入1～5 后：L.data="); 
	ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L)); 
	printf("\n");
	
	i = ListEmpty(L); 
	printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n", i);
	printf("\n");
	
	i = ClearList(&L); 
	printf("清空L后：ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	printf("\n");

	i = ListEmpty(L); 
	printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n", i);
	printf("\n");

	for (j = 1; j <= 10; j++) 
		ListInsert(&L, j, j); 
	printf("在L的表尾依次插入1～10 后：L.data="); 
	ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	printf("\n");

	ListInsert(&L, 1, 0); 
	printf("在L的表头插入0后：L.data="); 
	ListTraverse(L); 
	printf("ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	printf("\n");
	
	GetElem(L, 5, &e); 
	printf("第5个元素的值为：%d\n", e); 
	for (j = 3; j <= 4; j++) { 
		k = LocateElem(L, j); 
		if (k) 
			printf("第%d个元素的值为：%d\n", k, j); 
		else 
			printf("没有值为%d的元素\n", j); 
	}
	printf("\n");

	k = ListLength(L); /* k为表长 */ 
	for (j = k + 1; j >= k; j--) {
		i = ListDelete(&L, j, &e); /* 删除第 j 个数据*/
		if (i == ERROR) 
			printf("删除第%d个数据失败\n",j);
		else
			printf("删除第%d个的元素值为：%d\n",j,e); 
	} 
	printf("\n");
	printf("依次输出L的元素："); 
	ListTraverse(L);
	printf("\n");
	
	j = 5; ListDelete(&L, j, &e); /* 删除第 5个数据 */ 
	printf("删除第%d个的元素值为：%d\n", j, e);
	printf("依次输出L的元素："); 
	ListTraverse(L);
	printf("\n");

	i = ClearList(&L); 
	printf("\n清空L后 ： ListLength(L)=%d\n", ListLength(L)); 
	CreateListHead(&L, 20); 
	printf("整体创建L的元素(头插法)："); 
	ListTraverse(L);
	printf("\n");

	i = ClearList(&L); 
	printf("\n删除L后：ListLength(L)=%d\n", ListLength(L)); 
	CreateListTail(&L, 20); 
	printf("整体创建L的元素(尾插法)："); 
	ListTraverse(L);
	printf("\n");

	DestroyList(&L);
	system("pause");
	return 0;
}