线性表的链式表示和实现

/* 栈和队列应该是线性表的一种特殊形式，
一个先进后出，一个先进先出,
所以线性表有所有可能的情况
*/

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>

struct node {
int data;
struct node *next;
};

/*将头结点和尾节点定为全局变量，
这样就不要在函数间传来传去,
还有p指针是用来遍历链表的*/
struct node *head,*tail,*pt;

//定义一个全局变量n可以记录链表的节数
int n=0;

void creatNode();
void insertNode1(int i,int dta);
void insertNode2(int num);
void delNode1(int i);
void delNode2(int dta);
int length();
void outNode(int i,int &da);
void print();

int main() {

int i, da;

/*===================================*/
/*验证creatNode函数
初始化1,3,5,7,9*/
printf("初始化5个链表\n");
for(i=1; i<=5; i++) {
creatNode();
printf("输入data：");
scanf("%d", &tail->data);
}
print();
printf("\n\n");
/*===================================*/

/*===================================*/
printf("在三个元素前插入4\n");
insertNode1(3, 4);
print();
printf("\n\n");
/*===================================*/

/*===================================*/
printf("按元素大小插入6\n");
insertNode2(6);
print();
printf("\n\n");
/*===================================*/

/*===================================*/
printf("删除第三个节点\n");
delNode1(3);
print();
printf("\n\n");
/*===================================*/

/*===================================*/
printf("删除数据为5的节点\n");
delNode2(5);
print();
printf("\n\n");
/*===================================*/

/*===================================*/
printf("求链表的长度\n");
printf("链表的长度为：%d\n", length());
printf("\n\n");
/*===================================*/

/*====================================*/
printf("取得第3个节点的数据\n");
outNode(3, da);
printf("%d\n", da);
printf("\n\n");
/*====================================*/
}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*创建和初始化(尾插法建立一个单链表)，
初始化最好不要在函数内部进行，
一般在调用它的函数里面（main），
然后把参数传进来就行了*/
void creatNode() {

/*可以理解为一个固定模式，
new一个新节点
好的习惯是 p0->next = NULL*/
struct node *p0;
p0 = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
p0->next = NULL;

//判断是否new成功
if(p0 == NULL) {
printf("ERROR!");
return;
}

/*如果开始时空表 (head没有初始化，系统默认为0，也就是NULL)*/
if(head == NULL) {
head = p0;
tail = p0;
n ++;
}
else {//链表不为空
tail->next = p0;
tail = p0;
n ++;
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////
/*线性表的插入应该分两种情况，
一个是按序号来插入，
一个是根据大小排列来插入*/

/*按序号来插入，i插入的序号，dta插入的数据，
比如i为5的话，那5和后面的数据向后移一位，
可以理解为放在原表中第i的数据的前面*/
/*节点序号我从1开始，而且保证链表中至少有一个节点*/
void insertNode1(int i,int dta) {
int k=1;

//将传入的数据放入一个节点内
struct node *pd, *da;
da = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
da->next = NULL;
da->data = dta;

if(k == i) {//此时k=i=1，只有一个节点
da->next = head;
head = da;
n += 1;
}
else {//不止一个节点
pt = head;
while(k<i) {
pd = pt;//pd记录所插入序号节点的上一个节点
pt = pt->next;
k ++;
}
pd->next = da;
da->next = pt;
n += 1;
}
}

/*按大小来插入,
num是要插入的数据，
和链表里的数据比较大小，
判断插入的位置，
这里认为链表里的节点是按数据大小从小到大排列的*/

/*举几个特殊的例子将这个程序穿一遍,
1.如果链表中只有一个节点，那num可插在这个节点的前面或后面，
插前面：num不可能大于pt->data，while不执行，跳到下面if语句
满足条件，而此时head==pt；所以执行if里面的if语句，最后节点数n加1.
插后面：num大于pt->data,但此时pt->next == NULL,所以while还是不执行，
跳到下面if语句，if语句不满足条件，执行else语句，pt->next=da,
注意我再new节点是已经将da->next执行NULL
2.链表有很多节点，num插在节点中间的某一个位置
while会执行，有两种情况会跳出
第一种：pt->next不等于NULL，但num<=pt->data,此时执行if语句里面的else语句
第二种：num还大于pt->data,但pt->next==NULL，跳出，执行下面的else语句*/
void insertNode2(int num) {
struct node *pd, *da;
da = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
da->next = NULL;
da->data = num;

pt = head;
if(head == NULL) {//如果为空表，则将head指向插入的节点
head = da;
tail = da;
}
else {//非空表（至少有一个节点）
while(num>pt->data && pt->next != NULL) {
pd = pt; //记录前一个节点
pt = pt->next;
}
if(num <= pt->data) {
if(head == pt) {
head = da;
da->next = pt;
}
else {
pd->next = da;
da->next = pt;
}
}
else {
pt->next = da;
tail = da;
}
}
n += 1;
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////
/*删除某一个节点，两种情况：按序号删除和按元素删除
这两种情况和插入里面的两种情况有相似之处，
所以这里不再多说,
这里假定链表中至少有一个节点，且i存在*/

//按序号
void delNode1(int i) {
int k=1;

struct node *pd;
pt = head;
if(head == NULL) {
printf("链表为空\n");
return;
}
while(k<i) {
pd = pt;
pt = pt->next;
k ++;
}
if(k == i) {
if(i == 1) {
head = pt->next;
}
else {
if(pt->next == NULL) {//如果删除的是尾节点的话，要改变tail指针
pd->next = NULL;
tail = pd;
}
else {
pd->next = pt->next;
}
}
n -= 1;
}
else {
printf("元素数据不存在\n");
}
}

//按元素数据
void delNode2(int dta) {
struct node *pd;
if(head == NULL) {
printf("链表为空\n");
return;
}
pt = head;
while(dta != pt->data && pt->next != NULL) {
pd = pt; //记录前一个节点
pt = pt->next;
}
if(dta == pt->data) {
if(head == pt) {
head = pt->next;
}
else {
pd->next = pt->next;
}
n -= 1;
}
else {
printf("此数据不存在\n");
}
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////
//求链表的长度
int length() {
int n = 1;

if(head == NULL)
return 0;
pt = head;
while(pt->next != NULL){
n ++;
pt = pt->next;
}
return n;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*取出第i个个元素
这里保证链表中至少有一个节点
其实这里完全没必要那么麻烦，可以直接
return 数据；，但此处要练习传引用*/
void outNode(int i,int &da) {
int k=1;
pt = head;

if(i == k) {//此处i==k和i==1是等价的
da = pt->data;
}

while(k<i) {
pt = pt->next;
k ++;
}
da = pt->data;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//遍历输出，供调试
void print() {
pt = head;

while(1) {
printf("%d ", pt->data);
if(pt->next == NULL) break;
pt = pt->next;
}
printf("\n");
}