C语言单链表实现19个功能完全详解

最近在练习《剑指offer》中的内容，在面试题5中主要是链表的操作。因为之前上课没好好听，似懂非懂，也没动手实现过，所以趁着这题练习一下。下面这篇博客的内容还不错，作为参考，学习一下。感谢原作者

C语言单链表实现19个功能完全详解

原文地址：http://www.cnblogs.com/lifuqing/archive/2011/08/20/List.html

最近在复习数据结构，想把数据结构里面涉及的都自己实现一下，完全是用C语言实现的。

自己编写的不是很好，大家可以参考，有错误希望帮忙指正，现在正处于编写阶段，一共将要实现19个功能。到目前我只写了一半，先传上来，大家有兴趣的可以帮忙指正，谢谢

在vs2010上面编译运行无错误。

每天都会把我写的新代码添加到这个里面。直到此链表完成。
#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include <stdlib.h>
#include "string.h"

typedef int elemType ;

/************************************************************************/
/*             以下是关于线性表链接存储（单链表）操作的18种算法        */

/* 1.初始化线性表，即置单链表的表头指针为空 */
/* 2.创建线性表，此函数输入负数终止读取数据*/
/* 3.打印链表，链表的遍历*/
/* 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 */
/* 5.返回单链表的长度 */
/* 6.检查单链表是否为空，若为空则返回１，否则返回０ */
/* 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 */
/* 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 */
/* 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 */
/* 10.向单链表的表头插入一个元素 */
/* 11.向单链表的末尾添加一个元素 */
/* 12.向单链表中第pos个结点位置插入元素为x的结点，若插入成功返回１，否则返回０ */
/* 13.向有序单链表中插入元素x结点，使得插入后仍然有序 */
/* 14.从单链表中删除表头结点，并把该结点的值返回，若删除失败则停止程序运行 */
/* 15.从单链表中删除表尾结点并返回它的值，若删除失败则停止程序运行 */
/* 16.从单链表中删除第pos个结点并返回它的值，若删除失败则停止程序运行 */
/* 17.从单链表中删除值为x的第一个结点，若删除成功则返回1,否则返回0 */
/* 18.交换2个元素的位置 */
/* 19.将线性表进行快速排序 */

/************************************************************************/
typedef struct Node{    /* 定义单链表结点类型 */
elemType element;
Node *next;
}Node;

/* 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("initList函数执行，初始化成功\n");
}

/* 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;
Node *p2;

p1=p2=(Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新节点
if(p1 == NULL || p2 ==NULL)
{
printf("内存分配失败\n");
exit(0);
}
memset(p1,0,sizeof(Node));

scanf("%d",&p1->element);    //输入新节点
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;
}
else
{
p2->next = p1;       //非空表，接入表尾
}
p2 = p1;
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("creatList函数执行，链表创建成功\n");
return pHead;           //返回链表的头指针
}

/* 3.打印链表，链表的遍历*/
void printList(Node *pHead)
{
if(NULL == pHead)   //链表为空
{
printf("PrintList函数执行，链表为空\n");
}
else
{
while(NULL != pHead)
{
printf("%d ",pHead->element);
pHead = pHead->next;
}
printf("\n");
}
}

/* 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

if(pHead == NULL)
{
printf("clearList函数执行，链表为空\n");
return;
}
while(pHead->next != NULL)
{
pNext = pHead->next;//保存下一结点的指针
free(pHead);
pHead = pNext;      //表头下移
}
printf("clearList函数执行，链表已经清除\n");
}

/* 5.返回单链表的长度 */
int sizeList(Node *pHead)
{
int size = 0;

while(pHead != NULL)
{
size++;         //遍历链表size大小比链表的实际长度小1
pHead = pHead->next;
}
printf("sizeList函数执行，链表长度 %d \n",size);
return size;    //链表的实际长度
}

/* 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("isEmptyList函数执行，链表为空\n");
return 1;
}
printf("isEmptyList函数执行，链表非空\n");

return 0;
}

/* 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 */
elemType getElement(Node *pHead, int pos)
{
int i=0;

if(pos < 1)
{
printf("getElement函数执行，pos值非法\n");
return 0;
}
if(pHead == NULL)
{
printf("getElement函数执行，链表为空\n");
return 0;
//exit(1);
}
while(pHead !=NULL)
{
++i;
if(i == pos)
{
break;
}
pHead = pHead->next; //移到下一结点
}
if(i < pos)                  //链表长度不足则退出
{
printf("getElement函数执行，pos值超出链表长度\n");
return 0;
}

return pHead->element;
}

/* 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("getElemAddr函数执行，链表为空\n");
return NULL;
}
if(x < 0)
{
printf("getElemAddr函数执行，给定值X不合法\n");
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))
{
printf("getElemAddr函数执行，在链表中未找到x值\n");
return NULL;
}
if(pHead->element == x)
{
printf("getElemAddr函数执行，元素 %d 的地址为 0x%x\n",x,&(pHead->element));
}

return &(pHead->element);//返回元素的地址
}

/* 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)
{
Node *pHead;
pHead = pNode;
int i = 0;

if(NULL == pHead)
{
printf("modifyElem函数执行，链表为空\n");
}
if(pos < 1)
{
printf("modifyElem函数执行，pos值非法\n");
return 0;
}
while(pHead !=NULL)
{
++i;
if(i == pos)
{
break;
}
pHead = pHead->next; //移到下一结点
}
if(i < pos)                  //链表长度不足则退出
{
printf("modifyElem函数执行，pos值超出链表长度\n");
return 0;
}
pNode = pHead;
pNode->element = x;
printf("modifyElem函数执行\n");

return 1;
}

/* 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;
printf("insertHeadList函数执行，向表头插入元素成功\n");

return 1;
}

/* 11.向单链表的末尾添加一个元素 */
int insertLastList(Node **pNode,elemType insertElem)
{
Node *pInsert;
Node *pHead;
Node *pTmp; //定义一个临时链表用来存放第一个节点

pHead = *pNode;
pTmp = pHead;
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
*pNode = pTmp;
printf("insertLastList函数执行，向表尾插入元素成功\n");

return 1;
}

/* 12.向单链表中第pos个结点位置插入元素为x的结点，若插入成功返回１，否则返回０ */

/* 13.向有序单链表中插入元素x结点，使得插入后仍然有序 */
/* 14.从单链表中删除表头结点，并把该结点的值返回，若删除失败则停止程序运行 */
/* 15.从单链表中删除表尾结点并返回它的值，若删除失败则停止程序运行 */
/* 16.从单链表中删除第pos个结点并返回它的值，若删除失败则停止程序运行 */
/* 17.从单链表中删除值为x的第一个结点，若删除成功则返回1,否则返回0 */
/* 18.交换2个元素的位置 */
/* 19.将线性表进行快速排序 */

/******************************************************************/
int main()
{
Node *pList=NULL;
int length = 0;

elemType posElem;

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

posElem = getElement(pList,3);  //获取第三个元素，如果元素不足3个，则返回0
printf("getElement函数执行，位置 3 中的元素为 %d\n",posElem);
printList(pList);

getElemAddr(pList,5);   //获得元素5的地址

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12
printList(pList);

insertLastList(&pList,10);  //表尾插入元素10
printList(pList);

clearList(pList);       //清空链表
system("pause");

}