欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

C语言实现链表的基本操作

程序员文章站 2022-03-23 22:01:26
链表在数据结构和算法中的重要性不言而喻。这里我们要用c来实现链表(单链表)中的基本操作。对于链表的基本概念请参考《》这篇博客。 (1)定义单链表的节点类型 typedef int elemtyp...

链表在数据结构和算法中的重要性不言而喻。这里我们要用c来实现链表(单链表)中的基本操作。对于链表的基本概念请参考《》这篇博客。

(1)定义单链表的节点类型

typedef int elemtype ;

// 定义单链表结点类型
typedef struct listnode{
    elemtype element;      //数据域
    struct listnode *next;   //地址域
}node;
(2)初始化线性表
// 1.初始化线性表,即置单链表的表头指针为空
void initlist(node *pnode){

    pnode = null;
    printf("%s函数执行,初始化成功\n",__function__);
}
当声明一个头结点后,把该头结点设置为空,即把数据域和地址域都设为空,即可完成该链表的初始化。

(3)创建线性表

// 2.创建线性表,此函数输入负数终止读取数据
node *creatlist(node *phead){

    node *p1;//表头节点,始终指向头结点
    node *p2;//表尾节点,始终指向链表的最后一个元素

    p1 = p2 = (node *)malloc(sizeof(node)); //申请新节点,分配空间
    if(p1 == null || p2 == null){

        printf("内存分配失败\n");
        exit(0);
    }
    memset(p1,0,sizeof(node));

    scanf("%d",&p1->element);    //输入新节点的值
    p1->next = null;         //新节点的指针置为空
    while(p1->element > 0){        //输入的值大于0则继续,直到输入的值为负
        if(phead == null){       //空表,接入表头
            phead = p1;          //直接把p1作为头结点,也可以理解为把phead头结点指向p1
        }else{
            p2->next = p1;       //非空表,接入表尾
        }
        p2 = p1;                //p1插入后,p1就是尾结点,所以p2要指向尾结点
        p1 = (node *)malloc(sizeof(node));    //再重申请一个节点
        if(p1 == null || p2 == null){

            printf("内存分配失败\n");
            exit(0);
        }
        memset(p1,0,sizeof(node));
        scanf("%d",&p1->element);
        p1->next = null;
    }
    printf("%s函数执行,链表创建成功\n",__function__);
    return phead;           //返回链表的头指针
}
我这里使用手动的方式输入元素,直到输入0或者负数停止。

(4)打印链表

// 3.打印链表,链表的遍历
void printlist(node *phead){
    if(null == phead){   //链表为空
        printf("%s函数执行,链表为空\n",__function__);
    }else{
        while(null != phead){
            
            printf("%d ",phead->element);
            phead = phead->next;
        }
        printf("\n");
    }
}
使用地址域顺序打印即可。

(5)清空链表

// 4.清除线性表l中的所有元素,即释放单链表l中所有的结点,使之成为一个空表
void clearlist(node *phead){

    node *pnext;            //定义一个与phead相邻节点,理解为当前节点的下一个节点
    if(phead == null){
        printf("%s函数执行,链表为空\n",__function__);
    }
    while(phead->next != null){

        pnext = phead->next;//保存下一结点的指针
        free(phead);   //释放当前节点
        phead = pnext;      //指向下一个节点
    }
    printf("%s函数执行,链表已经清除\n",__function__);
}
想要检验是否清空成功,可以使用(4)中的链表打印检验即可。

(6)计算链表长度

// 5.返回单链表的长度
int sizelist(node *phead){

    int size = 0;
    while(phead != null){

        size++;
        phead = phead->next;
    }
    printf("%s函数执行,链表长度 %d \n",__function__,size);
    return size;    //链表的实际长度
}
也就是计算有多少个节点。

(7)判断链表是否为空

// 6.检查单链表是否为空,若为空则返回1,否则返回0
int isemptylist(node *phead){
    if(phead == null){

        printf("%s函数执行,链表为空\n",__function__);
        return 1;
    }
    printf("%s函数执行,链表非空\n",__function__);

    return 0;
}

(8)查找链表某个位置元素
// 7.返回单链表中第pos个结点中的元素,若pos超出范围,则停止程序运行
void getelement(node *phead, int pos){

    int i = 0;
    if(pos < 1){
        printf("%s函数执行,pos值非法\n",__function__);
    }

    if(phead == null){
        printf("%s函数执行,链表为空\n",__function__);
    }

    while(phead != null){

        i++;
        if(i == pos){
            break;
        }
        phead = phead->next;    //移到下一结点
    }
    if(i < pos){                  //pos值超过链表长度
        printf("%s函数执行,pos值超出链表长度\n",__function__);
    }

    printf("%s函数执行,位置 %d 中的元素为 %d\n",__function__,pos,phead->element);
}

(9)返回某元素值在链表中的内存地址
// 8.从单链表中查找具有给定值x的第一个元素,若查找成功则返回该结点data域的存储地址,否则返回null
elemtype* getelemaddr(node *phead, elemtype x){
    if(null == phead){

        printf("%s函数执行,链表为空\n",__function__);
        return null;
    }

    while((phead->element != x) && (null != phead->next)) {//判断是否到链表末尾,以及是否存在所要找的元素
        phead = phead->next;
    }

    if((phead->element != x) && (phead != null)){
        //当到达最后一个节点
        printf("%s函数执行,在链表中未找到x值\n",__function__);
        return null;
    }

    if(phead->element == x){
        printf("%s函数执行,元素 %d 的地址为 0x%x\n",__function__,x,&(phead->element));
    }

    return &(phead->element);//返回元素的地址
}

(10)修改某个节点的值

// 9.把单链表中第pos个结点的值修改为x的值,若修改成功返回1,否则返回0
int modifyelem(node *pnode,int pos,elemtype x){

    int i = 0;
    if(null == pnode){
        printf("%s函数执行,链表为空\n",__function__);
        return 0;
    }

    if(pos < 1){

        printf("%s函数执行,pos值非法\n",__function__);
        return 0;
    }

    while(pnode != null){

        i++;
        if(i == pos){
            break;
        }
        pnode = pnode->next; //移到下一结点
    }

    if(i < pos) {                 //pos值大于链表长度

        printf("%s函数执行,pos值超出链表长度\n",__function__);
        return 0;
    }
    pnode->element = x;
    printf("%s函数执行\n",__function__);

    return 1;
}
(11)表头插入一个节点(头节点)
// 10.向单链表的表头插入一个元素
int insertheadlist(node **pnode,elemtype insertelem){

    node *pinsert;
    pinsert = (node *)malloc(sizeof(node));
    memset(pinsert,0,sizeof(node));
    pinsert->element = insertelem;
    pinsert->next = *pnode;
    *pnode = pinsert;          //头节点*pnode指向刚插入的节点,注意和上一行代码的前后顺序;
    printf("%s函数执行,向表头插入元素成功\n",__function__);

    return 1;
}
(12)表尾插入一个节点
// 11.向单链表的末尾添加一个元素
int insertlastlist(node **pnode,elemtype insertelem){

    node *pinsert;
    node *phead;

    phead = *pnode;
    pinsert = (node *)malloc(sizeof(node)); //申请一个新节点
    memset(pinsert,0,sizeof(node));
    pinsert->element = insertelem;

    while(phead->next != null){
        phead = phead->next;
    }
    phead->next = pinsert;   //将链表末尾节点的下一结点指向新添加的节点

    printf("%s函数执行,向表尾插入元素成功\n",__function__);
    
    return 1;
}
(13)测试函数
int main(int argc, const char * argv[]) {

    node *plist;            //声明头结点

    initlist(plist);       //链表初始化
    printlist(plist);       //遍历链表,打印链表

    plist = creatlist(plist); //创建链表
    printlist(plist);

    sizelist(plist);        //链表的长度
    printlist(plist);

    isemptylist(plist);     //判断链表是否为空链表

    getelement(plist,3);  //获取第三个元素,如果元素不足3个,则返回0
    printlist(plist);

    getelemaddr(plist,5);   //获得元素5的内存地址

    modifyelem(plist,4,1);  //将链表中位置4上的元素修改为1
    printlist(plist);

    insertheadlist(&plist,5);   //表头插入元素5
    printlist(plist);

    insertlastlist(&plist,10);  //表尾插入元素10
    printlist(plist);

    clearlist(plist);       //清空链表
    printlist(plist);

    return 0;
}