链式存储（头插法尾插法）

Posted 2020-09-28 claireyuancy

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "ctype.h"
#include "stdlib.h"
#include "io.h"
#include "math.h"
#include "time.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类型依据实际情况而定，这里如果为int


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

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList; // 定义LinkList

// 初始化顺序线性表
Status InitList(LinkList *L)
{
    *L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); // 产生头结点,并使L指向此头结点
    if(!(*L)) // 存储分配失败
            return ERROR;
    (*L)->next=NULL; //指针域为空

    return OK;
}

//初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE
Status ListEmpty(LinkList L)
{
    if(L->next)
            return FALSE;
    else
            return TRUE;
}

// 初始条件：顺序线性表L已存在。
操作结果：将L重置为空表
Status ClearList(LinkList *L)
{
	LinkList p,q;
	p=(*L)->next;           //  p指向第一个结点
	while(p)                //  没到表尾
	{
		q=p->next;
		free(p);
		p=q;
	}
	(*L)->next=NULL;        // 头结点指针域为空
	return OK;
}

// 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数
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;
}

//初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L)
//操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
	int j;
	LinkList p;		// 声明一结点p
	p = L->next;		// 让p指向链表L的第一个结点
	j = 1;		// j为计数器
	while (p && j<i)  // p不为空或者计数器j还没有等于i时，循环继续
	{
		p = p->next;  // 让p指向下一个结点
		++j;
	}
	if ( !p || j>i )
		return ERROR;  // 第i个元素不存在
	*e = p->data;   //  取第i个元素的数据
	return OK;
}

// 初始条件：顺序线性表L已存在
// 操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。
//若这种数据元素不存在。则返回值为0
int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
    int i=0;
    LinkList p=L->next;
    while(p)
    {
        i++;
        if(p->data==e) // 找到这种数据元素
                return i;
        p=p->next;
    }

    return 0;
}


//初始条件：顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)
// 操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1
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个结点
	{
		p = p->next;
		++j;
	}
	if (!p || j > i)
		return ERROR;   // 第i个元素不存在
	s = (LinkList)malloc(sizeof(Node));  // 生成新结点(C语言标准函数)
	s->data = e;
	s->next = p->next;      //将p的后继结点赋值给s的后继
	p->next = s;          //将s赋值给p的后继
	return OK;
}

// 初始条件：顺序线性表L已存在。1≤i≤ListLength(L)
// 操作结果：删除L的第i个数据元素，并用e返回其值，L的长度减1
Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{
	int j;
	LinkList p,q;
	p = *L;
	j = 1;
	while (p->next && j < i)	// 遍历寻找第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;			//将q的后继赋值给p的后继
	*e = q->data;               // 将q结点中的数据给e
	free(q);                    // 让系统回收此结点，释放内存
	return OK;
}

// 初始条件：顺序线性表L已存在
// 操作结果：依次对L的每一个数据元素输出
Status ListTraverse(LinkList L)
{
    LinkList p=L->next;
    while(p)
    {
        visit(p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("\n");
    return OK;
}

// 随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（头插法）
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
	}
}

//  随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（尾插法）
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
}

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

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

    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));

    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));

    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);
    }


    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("依次输出L的元素：");
    ListTraverse(L);

    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);

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

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


    return 0;
}