数据结构（C语言）代码实现（六）——单链表的实现

目录

参考、格式

头文件LinkList.h

一、将函数的小括号写成中括号

二、读取权限冲突

三、L->Last指针没有移动

四、函数指针的使用

头文件完整代码

测试函数（主函数）test.cpp

测试结果

参考、格式

数据结构课本2.3节（严蔚敏版）

头文件LinkList.h

由于本部分函数过多，这里只介绍自己在实现过程中出现的问题。

一、将函数的小括号写成中括号

E0254 不允许使用类型名-CSDN博客

二、读取权限冲突

C++读取访问权限冲突引发异常问题_引发了异常: 读取访问权限冲突。-CSDN博客

没有记录错误代码，不过编码过程中多次出现过这个问题，原因是指针未初始化（特别是函数内部）

三、L->Last指针没有移动

//算法2.20 插入元素 改编自算法2.9
Status List_Insert_L(LinkList& L, int i, ElemType e) {//在带头结点的单链线性表L的第i个元素之前插入元素e，1<=i<=L->len//更准确的说法是在第i个结点之后（包括头结点）插入结点。Link s = NULL, h = NULL;if (!LocatePos(L, i - 1, h))return ERROR;//i值不合法if (!MakeNode(s, e))return ERROR;//结点存储分配失败InsFirst(h, s);//对于从第i个结点开始的链表，第i-1个结点是它的头结点//基于课本中的这句注释，我觉得要实现的线性链表头结点和首元结点不一致if (i > L->len)L->tail = s;//若增加的结点位于尾部，应修改尾指针L->len++;//InsFirst函数没有让记录元素个数的变量增加return OK;
}

四、函数指针的使用

函数指针和指针函数用法和区别-CSDN博客

头文件完整代码

#pragma once
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;//Status是函数的类型，其值是函数结果状态代码
typedef int ElemType;//-----线性链表的存储结构---------
//-----实现单向非循环动态链表-----
//-----头结点与首元结点不一致-----
typedef struct LNode {//结点类型ElemType data;struct LNode* next;
}LNode,*Link,*Position;typedef struct LinkNode{      //链表类型Link head, tail;  //分别指向线性链表中的头结点和最后一个结点int len;          //指示线性链表中数据元素的个数
}LinkNode,*LinkList;Status MakeNode( Link & p,ElemType e ){//分配由p指向的值为e的结点，并返回OK；若分配失败，则返回ERRORp = (Link)malloc(sizeof(LNode));if (!p)return ERROR;p->data = e;return OK;
}
void FreeNode(Link& p) {//相当于free函数重命名//释放p所指结点free(p);p = NULL;
}Status InitList(LinkList& L) {//构造一个空的线性链表LL = (LinkList)malloc(sizeof(LinkNode));if (!L)return ERROR;L->head = L->tail = (Link)malloc(sizeof(LNode));if (!L->head)return ERROR;L->head->data = 0;L->head->next = NULL;L->len = 0;return OK;
}Status DestroyList(LinkList& L) {//销毁线性链表L，L不再存在Link p;while (L->head) {//删除所有结点p = L->head;L->head = L->head->next;free(p);}free(L);L = NULL;return OK;
}Status ClearList(LinkList& L) {//将线性链表L重置为空表，并释放原链表的结点空间Link p = L->head;while (L->head->next) {//保留一个结点，让其作为头结点p = L->head->next;L->head->next = p->next;free(p);}L->tail = L->head;L->len = 0;return OK;
}Status InsFirst(Link h, Link s) {//已知h指向线性链表的头结点，将s所指结点插入到首元结点之前s->next = h->next;h->next = s;//这个函数没修改L->len的值，课本算法2.20需要补充L->len++。return OK;
}Status DelFirst(Link h, Link& q) {//已知h指向线性链表的头结点，删除链表中的首元结点并以q返回q = h->next;h->next = q->next;q->next = NULL;return OK;
}Status Append(LinkList& L, Link s) {//将指针s所指(彼此以指针相链)的一串结点链接在线性链表L的最后一个结点(用L->tail寻找)//之后，并改变链表L的尾指针指向新的尾结点while (s) {L->tail->next = s;L->tail = s;L->len++;s = s->next;}return OK;
}Status Remove(LinkList& L, Link& q) {//删除线性链表L中的尾节点并以q返回，改变链表L的尾指针指向新的尾结点if (!L->tail)return ERROR;Link p = L->head;while (p->next != L->tail)p = p->next;//寻找尾结点的上一个结点q = L->tail;L->tail = p;//改变尾结点L->tail->next = NULL;L->len--;return OK;
}Status InsBefore(LinkList& L, Link& p, Link s) {//已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之前//并修改指针p指向新插入的结点Link q = L->head;while (q->next != p)q = q->next;//寻找结点q的上一个结点q->next = s;s->next = p;//插入sp = s;//修改指针pL->len++;return OK;
}Status InsAfter(LinkList& L, Link& p, Link s) {//已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指的结点插入在p所指结点之后//并修改指针p指向新插入的结点s->next = p->next;p->next = s;p = s;L->len++;return OK;
}Status SetCurElem(Link& p, ElemType e) {//已知p指向线性链表L中的一个结点，用e更新p所指结点中数据元素的值p->data = e;return OK;
}ElemType GetCurElem(Link p) {//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点中数据元素的值return p->data;
}Status ListEmpty(LinkList L) {//若线性链表L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSEif (!L->len)return TRUE;elsereturn FALSE;
}int ListLength(LinkList L) {//返回线性链表L中元素个数return L->len;
}Position GetHead(LinkList L) {//返回线性链表L中头结点的位置return L->head;
}Position GetLast(LinkList L) {//返回线性链表L中尾结点的位置return L->tail;
}Position PriorPos(LinkList L, Link p) {//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点中的直接前驱的位置//若无前驱，则返回NULLLink q = L->head;if (p == L->head)return NULL;while (q->next != p)q = q->next;return q;
}Position NextPos(LinkList L, Link p) {//已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点中的直接后继的位置//若无后继，则返回NULLreturn p->next;
}Status LocatePos(LinkList L, int i, Link& p) {//返回p指示线性链表L中第i个结点的位置并返回OK，i值不合法时返回ERROR//头结点当作第0结点，首元结点第1个，尾结点第（L->len）个if (i<0 || i>L->len)return ERROR;int j = 0;Link q = L->head;while (j < i) {q = q->next;++j;//j++也一样}p = q;return OK;
}//compare与visit都是函数指针，请看相关博客
Position LocateElem(LinkList L, ElemType e, Status(*compare)(ElemType, ElemType)) {//返回线性链表L中第1个与e满足函数compare()判定关系的元素的位置，//若不存在这样的元素，则返回NULLint i = 1;Link p = L->head->next;while (i <= L->len && !(*compare)(p->data, e)) {p = p->next;i++;}return p;
}//遍历链表
Status ListTraverse(LinkList L, void (*visit)(Link)) {//依次对L的每个元素调用函数visit()。一旦visit()失败，则操作失败。Link p = L->head;for (int i = 1;i <= L->len;i++) {p = p->next;visit(p);}printf("\n");return OK;
}
//上面的为线性链表的基本算法//算法2.20 插入元素 改编自算法2.9
Status List_Insert_L(LinkList& L, int i, ElemType e) {//在带头结点的单链线性表L的第i个元素之前插入元素e，1<=i<=L->len//更准确的说法是在第i个结点之后（包括头结点）插入结点。Link s = NULL, h = NULL;if (!LocatePos(L, i - 1, h))return ERROR;//i值不合法if (!MakeNode(s, e))return ERROR;//结点存储分配失败InsFirst(h, s);//对于从第i个结点开始的链表，第i-1个结点是它的头结点//基于课本中的这句注释，我觉得要实现的线性链表头结点和首元结点不一致if (i > L->len)L->tail = s;//若增加的结点位于尾部，应修改尾指针L->len++;//InsFirst函数没有让记录元素个数的变量增加return OK;
}//删除元素
Status List_Delete_L(LinkList& L, int i, ElemType& e) {Link s = NULL, h = NULL;if (!LocatePos(L, i - 1, h))return ERROR;//i值不合法if (i == L->len)L->tail = h;//若删除的结点位于尾部，应修改尾指针DelFirst(h, s);//对于从第i个结点开始的链表，第i-1个结点是它的头结点e = s->data;FreeNode(s);L->len--;return OK;
}//算法2.21 合并线性表 改编自算法2.12
Status MergeList_L(LinkList& La, LinkList& Lb, LinkList& Lc, int (*compare)(ElemType, ElemType)) {//已知单链线性表La和Lb的元素按值非递减排列。//归并La和Lb得到新的单链线性表Lc，Lc的元素也按值非递减排列。if (!InitList(Lc))return ERROR;//存储空间分配失败Link ha = GetHead(La);Link hb = GetHead(Lb);//ha和hb分别指向La和Lb的头结点Link pa = NextPos(La, ha);Link pb = NextPos(Lb, hb);//pa和pb分别指向La和Lb中当前结点while (pa && pb) {//La和Lb均非空int a = GetCurElem(pa);int b = GetCurElem(pb);//a和b为两表中当前比较元素Link q = NULL;if ((*compare)(a, b) <= 0) {//a<=bDelFirst(ha, q);Append(Lc, q);pa = NextPos(La, ha);}else{//a>bDelFirst(hb, q);Append(Lc, q);pb = NextPos(Lb, hb);}}if (pa)Append(Lc, pa);//链接La中剩余结点else Append(Lc, pb);//链接Lb中剩余结点FreeNode(ha);FreeNode(hb);//释放La和Lb的头结点return OK;
}

测试函数（主函数）test.cpp

InBefore、InAfter、PriorPos这三个函数没有测试。

#include "LinkList.h"
Status comp(ElemType c1, ElemType c2) /* 数据元素判定函数(平方关系) */
{if (c1 == c2 * c2)return TRUE;elsereturn FALSE;
}int compare(ElemType a, ElemType b) /*数据元素判定函数(大小关系)*/
{return a - b;
}void visit(Link p) /* ListTraverse()调用的函数(类型要一致) */
{printf("%d ", p->data);
}void dbl(Link p) /* ListTraverse()调用的另一函数(元素值加倍) */
{p->data *= 2;
}int main()
{LinkList L, L1, L2;Status i;ElemType e0;int j;Link p, q;i = InitList(L);printf("初始化L后：L->len=%u\n", L->len);for (j = 1;j <= 5;j++) {i = List_Insert_L(L, 1, j);//有没有i=不影响结果，只有List_Insert(L,1,j);也行。}printf("在表头插入元素1到5，表L中元素为");i = ListTraverse(L, visit);i = ClearList(L);i = ListEmpty(L);if (i)printf("表L为空\n");for (j = 10;j > 5;j--) {i = List_Insert_L(L, 1, j);}printf("表L中元素为");i = ListTraverse(L, visit);printf("表L中元素个数为%d", ListLength(L));i = ListTraverse(L, dbl);printf("表L中元素为");i = ListTraverse(L, visit);i = List_Delete_L(L, 3, e0);printf("被删除的元素为%d\n", e0);printf("表L中元素为");i = ListTraverse(L, visit);for (j = 10;j > 5;j--) {i = List_Insert_L(L, 1, j);}printf("表L中元素为");i = ListTraverse(L, visit);printf("表L中元素个数为%d\n", ListLength(L));i = Remove(L, q);printf("被删除的元素为%d\n", q->data);i = SetCurElem(L->tail, 30);printf("表L中元素为");i = ListTraverse(L, visit);for (j = 3;j <= 4;j++) {p = LocateElem(L, j, comp);if (p)printf("表L中第1个为%d的平方的元素是%d\n", j, p->data);elseprintf("表L中没有%d的平方的元素\n", j);}i = InitList(L1);for (j = 13;j >= 3;j -= 2) {i = List_Insert_L(L1, 1, j);}printf("表L1中元素为");i = ListTraverse(L1, visit);i = MergeList_L(L, L1, L2, compare);printf("表L2中元素为");i = ListTraverse(L2, visit);//此时L与L1头结点均被删除i = DestroyList(L2);return 0;
}

测试结果

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