第四周 项目4—建设双链表算法库

1.头文件：cdlinklist.h，包含定义双链表数据结构的代码、宏定义、要实现算法的函数的声明；

//循环双链表基本运算函数
typedef int ElemType;
typedef struct DNode        //定义双链表结点类型
{
ElemType data;
struct DNode *prior;    //指向前驱结点
struct DNode *next;     //指向后继结点
} CDLinkList;

void CreateListF(CDLinkList *&L,ElemType a[],int n); //头插法建立循环双链表
void CreateListR(CDLinkList *&L,ElemType a[],int n); //尾插法建立循环双链表
void InitList(CDLinkList *&L); //初始化循环双链表
void DestroyList(CDLinkList *&L);  //销毁
bool ListEmpty(CDLinkList *L); //判断是否为空
int ListLength(CDLinkList *L); //求链表长度
void DispList(CDLinkList *L);  //输出链表
bool GetElem(CDLinkList *L,int i,ElemType &e);  //取链表元素
int LocateElem(CDLinkList *L,ElemType e);  //查找元素
bool ListInsert(CDLinkList *&L,int i,ElemType e);  //插入节点
bool ListDelete(CDLinkList *&L,int i,ElemType &e);  //删除节点

2.源文件：cdlinklist.cpp，包含实现各种算法的函数的定义

//循环双链表基本运算函数
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "cdlinklist.h"
void CreateListF(CDLinkList *&L,ElemType a[],int n) //头插法建立循环双链表
{
CDLinkList *s;
int i;
L=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList));     //创建头结点
L->next=NULL;
for (i=0; i<n; i++)
{
s=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList));//创建新结点
s->data=a[i];

s->next=L->next;            //将*s插在原开始结点之前,头结点之后
if (L->next!=NULL) L->next->prior=s;
L->next=s;
s->prior=L;
}
s=L->next;
while (s->next!=NULL)           //查找尾结点,由s指向它
s=s->next;
s->next=L;                      //尾结点next域指向头结点
L->prior=s;                     //头结点的prior域指向尾结点

}
void CreateListR(CDLinkList *&L,ElemType a[],int n) //尾插法建立循环双链表
{
CDLinkList *s,*r;
int i;
L=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList));  //创建头结点
L->next=NULL;
r=L;                    //r始终指向尾结点,开始时指向头结点
for (i=0; i<n; i++)
{
s=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList));//创建新结点
s->data=a[i];
r->next=s;
s->prior=r; //将*s插入*r之后
r=s;
}
r->next=L;              //尾结点next域指向头结点
L->prior=r;             //头结点的prior域指向尾结点
}
void InitList(CDLinkList *&L) //初始化循环双链表
{
L=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList));     //创建头结点
L->prior=L->next=L;
}
void DestroyList(CDLinkList *&L)  //销毁
{
CDLinkList *p=L,*q=p->next;
while (q!=L)
{
free(p);
p=q;
q=p->next;
}
free(p);
}
bool ListEmpty(CDLinkList *L) //判断是否为空
{
return(L->next==L);
}
int ListLength(CDLinkList *L) //求链表长度
{
CDLinkList *p=L;
int i=0;
while (p->next!=L)
{
i++;
p=p->next;
}
return(i);
}
void DispList(CDLinkList *L)  //输出链表
{
CDLinkList *p=L->next;
while (p!=L)
{
printf("%d ",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
bool GetElem(CDLinkList *L,int i,ElemType &e)  //取链表元素
{
int j=0;
CDLinkList *p;
if (L->next!=L)     //双链表不为空表时
{
if (i==1)
{
e=L->next->data;
return true;
}
else            //i不为1时
{
p=L->next;
while (j<i-1 && p!=L)
{
j++;
p=p->next;
}
if (p==L)
return false;
else
{
e=p->data;
return true;
}
}
}
else                //双链表为空表时
return 0;
}
int LocateElem(CDLinkList *L,ElemType e)  //查找元素
{
int n=1;
CDLinkList *p=L->next;
while (p!=NULL && p->data!=e)
{
n++;
p=p->next;
}
if (p==NULL)
return(0);
else
return(n);
}
bool ListInsert(CDLinkList *&L,int i,ElemType e)  //插入节点
{
int j=0;
CDLinkList *p=L,*s;
if (p->next==L)                 //原双链表为空表时
{
s=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList)); //创建新结点*s
s->data=e;
p->next=s;
s->next=p;
p->prior=s;
s->prior=p;
return true;
}
else if (i==1)                  //原双链表不为空表但i=1时
{
s=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList)); //创建新结点*s
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;  //将*s插入到*p之后
s->next->prior=s;
s->prior=p;
return true;
}
else
{
p=L->next;
while (j<i-2 && p!=L)
{
j++;
p=p->next;
}
if (p==L)               //未找到第i-1个结点
return false;
else                    //找到第i-1个结点*p
{
s=(CDLinkList *)malloc(sizeof(CDLinkList)); //创建新结点*s
s->data=e;
s->next=p->next;    //将*s插入到*p之后
if (p->next!=NULL) p->next->prior=s;
s->prior=p;
p->next=s;
return true;
}
}
}
bool ListDelete(CDLinkList *&L,int i,ElemType &e)  //删除节点
{
int j=0;
CDLinkList *p=L,*q;
if (p->next!=L)                 //原双链表不为空表时
{
if (i==1)                   //i==1时
{
q=L->next;              //删除第1个结点
e=q->data;
L->next=q->next;
q->next->prior=L;
free(q);
return true;
}
else                        //i不为1时
{
p=L->next;
while (j<i-2 && p!=NULL)
{
j++;
p=p->next;
}
if (p==NULL)                //未找到第i-1个结点
return false;
else                        //找到第i-1个结点*p
{
q=p->next;              //q指向要删除的结点
if (q==NULL) return 0;  //不存在第i个结点
e=q->data;
p->next=q->next;        //从单链表中删除*q结点
if (p->next!=NULL) p->next->prior=p;
free(q);                //释放*q结点
return true;
}
}
}
else
return false;   //原双链表为空表时
}

3.在建立算法库过程中，为了完成测试，再同一项目（project）中建立一个源文件(如main.cpp)，编制main函数，完成相关的测试工作。 例：

#include <stdio.h>
#include "cdlinklist.h"

int main()
{
CDLinkList *A;
ElemType a[]= {1, 3, 2, 9, 0, 4, 5 ,6, 7, 8};
InitList(A);
CreateListF(A, a, 10);
printf("length: %d\n", ListLength(A));
ListInsert(A, 4, 12);
printf("After Insert: ");
DispList(A);
DestroyList(A);
return 0;
}