数据结构基础之单链表

数据结构基础之单链表
对单链表的建立，插入，删除，逆序，打印元素做一个小小的总结，不过我不觉得这些东西在具体的工作后到底能发挥什么作用，因为强大的STL已经把这些都做好了，我们只需要明白在什么场合使用哪一个STL就可以了。链表有一个数据域，有一个指针域，它的操作其实就是对指针域的操作，无非是指来指去而已。也许这些能反映出一个人的思维敏捷度，以及扎实的编程基础吧。

但是我想说的是这些玩意在你头脑比较清楚的时候写这个很简单，但是当你烦躁的时候，不好写吧，除非你经常写这个。单链表看着简单，但是不见得能写的正确。

该代码经过验证，测试正确，但是代码中不免有错误之处，或者哪些部分写的不好，希望高手能指出来，不胜感激。因为代码必须经过验证，那些没有经过验证的代码是不负责任的代码。在代码中我加了详细的注释。

#include <stdio.h>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

typedef struct NODE_STRU
{
int data;//数据域
struct NODE_STRU *next;//指针域
}NODE;

//创建单链表
NODE *Create()
{
NODE *head, *p, *s;//head表示头结点，p表示当前节点，s表示添加的新节点
int input_data;
int cycle_flag = 1;
head = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));//首先为头结点分配空间
p = head;//当前节点指向头结点

while(cycle_flag)
{
cout << "please input data(if input 0, cycle over!):"<< endl;
cin >> input_data;
if(0 != input_data)
{
s = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));//为新添加的数据分配节点空间
s->data = input_data;
p->next = s;//当前节点的下一个节点指向新节点
p = s;//将当前节点指向新节点
}
else
{
cycle_flag = 0;
}
}

head = head->next;//由于头结点没有数据，使头结点指向下一个节点，即指向第一个真正的节点
p->next = NULL;//数据插入完成后，当前节点也跑到了最后，使它的下一个节点置为NULL，表示节点完成

return head;
}

//单链表测长,这个很简单，只需判断当前节点（初始化当前节点为头结点）是不是为空，如果不为空指向下一个节点，并计数就可以了
int Length(NODE *head)
{
int length = 0;
NODE *p = head;
while(p != NULL)
{
p = p->next;
length++;
}
return length;
}

//打印单链表，这个也很简单，在当前节点（初始化当前节点为头结点）不为空时候，打印出来，并使得当前节点指向下一个节点即可
void Print(NODE *head)
{
NODE *p = head;
int length = Length(head);
cout << "link length is: " << length << endl;
while(p != NULL)
{
cout << "data: " << p->data << "\t";
p = p->next;
}

}

//删除节点,这里的删除节点是根据节点数据进行删除的，不是从第一个节点进行删除，也不是从最后一个节点进行删除
//p->next = p->next->next
NODE *Del(NODE *head, int num)
{
NODE *p1, *p2;//p1表示当前节点，初始化时指向头结点
p1 = head;

while(num != p1->data && p1->next != NULL)//如果当前节点的数据域与要删除的数据不相等，使当前节点指向下一个节点
{
p2 = p1;//在未找到节点时指针指向下一个节点前，先保存该节点
p1 = p1->next;
}

if(num == p1->data)//如果当前节点数据域与要删除的数据相等
{
if(p1 == head)//如果当前节点为头结点，将头结点指向当前节点的下一个节点，并释放当前节点
{
head = p1->next;
free(p1);
}
else//如果当前节点为中间节点，使当前节点指向下一个节点，注意：这里不能使用p1->next=p1->next->next,使用之前保存的节点
p2->next = p1->next;
}
else
cout << num << "can not find in link!" << endl;

return head;
}

//插入节点，在这里只在链表的结尾进行插入
NODE *Insert(NODE *head, int num)
{
NODE *p0, *p1, *p2;//p0表示新插入的节点，p1表示当前节点，初始化的时候指向头结点，p2用于保存当前节点
p1 = head;
p0 = (NODE *)malloc(sizeof(NODE));
p0->data = num;

while(p1->next != NULL)//如果当前节点的下一个节点不为空，当前节点指向下一个节点，这样当前节点最后为最后一个节点
{
p2 = p1;
p1 = p1->next;
}
p1->next = p0;
p0->next = NULL;

return head;
}

//进行排序，其实就是简单的冒泡排序，时间复杂度为O(n2),空间复杂度为O(1),稳定
NODE *Sort(NODE *head)
{
NODE *p;
if(head == NULL || head->next == NULL)
return head;

int length = Length(head);//得到链表的长度，用于遍历
for(int i=1; i<length; i++)
{
p = head;
for(int j=0; j<length-i; j++)
{
if(p->data > p->next->data)
{
int temp = p->data;
p->data = p->next->data;
p->next->data = temp;
}
p = p->next;
}
}

return head;
}

//链表逆序
NODE *Reverse(NODE *head)
{
if(head == NULL || head->next == NULL)
return head;
//这样来实现，在链表中一次从链表尾删除节点，然后在新建立的链表中插入节点（尾插法）
int length = Length(head);
int a[length];
int i = 0;
NODE *p = head;
while(p != NULL)
{
a[i] = p->data;
i++;
p = p->next;
}

for(int j=0; j<length; j++)//暂时用于测试
cout << j << ":" << a[j]<<"\n";

NODE *newhead, *link, *s;
newhead = (NODE *)malloc(sizeof(NODE));
link = newhead;
for(int k=length-1; k>=0; k--)
{
s = (NODE *)malloc(sizeof(NODE));
s->data = a[k];
link->next = s;
link = s;
}
newhead = newhead->next;
link->next = NULL;

return newhead;
}

//求单链表的中间节点
void SearchMid(NODE* head)
{
cout << "head data: " << head->data<< "\n";
NODE *tmp1 = head;
NODE *tmp2 = head;
NODE *mid;
while(tmp1->next != NULL && tmp1->next->next != NULL)
{
tmp1 = tmp1->next->next;
tmp2 = tmp2->next;
cout << "tmp1:" << tmp1->data<< ",tmp2:" << tmp2->data<<"\n";
}
mid = tmp2;
cout << "SearchMid mid data: " << mid->data;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
cout << "create link...\n" << endl;
NODE *p = Create();
cout << "print link...\n" << endl;
Print(p);

int delnode;
cout << "\ninput delete node: ";
cin >> delnode;
cout << "\ndelete node " << delnode << endl;
Del(p, delnode);
cout << "print link..." << endl;
Print(p);

cout << "\ninsert link...\n";
Insert(p, 20);
Print(p);

cout <<"\nsort from low to high...";
Sort(p);
Print(p);

cout << "\nreverse...\n";
NODE *revlink = Reverse(p);
Print(revlink);

cout << "\nfind mid node data...\n";
SearchMid(p);

return 0;
}

运行结果：





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