数据结构-线性表_单链表

链表是一种复杂的数据结构，其数据之间的相互关系使链表分成三种：单链表、循环链表、双向链表，这篇文章介绍单链表的实现。

单链表有一个头节点head，指向链表在内存的首地址。链表中的每一个节点的数据类型为结构体类型，节点有两个成员：数据成员（实际需要保存的数据）和指向下一个结构体类型节点的指针即下一个节点的地址（事实上，此单链表是用于存放整型数据的动态数组）。链表按此结构对各节点的访问需从链表的头找起，后续节点的地址由当前节点给出。无论在表中访问那一个节点，都需要从链表的头开始，顺序向后查找。链表的尾节点由于无后续节点，其指针域为空，写作为NULL。

C/C++代码:

功能定义

/*
* SLNode.h
*
*  Created on: 2016年6月8日
*      Author: ThinkPad
*/

#ifndef SLNODE_H_
#define SLNODE_H_

#define FALSE 0
#define TRUE 1
typedef char SLNodeDataType;    //假设结点的数据域类型为字符
typedef struct Node {       //结点类型定义
SLNodeDataType data;    //结点的数据域
struct Node *next;      //结点的指针域
} SLNode;

/*
* 初始化单链表
*/
void InitSLNode(SLNode **head);

/*
* 获取链表长度
*/
int SLNodeLength(SLNode *head);

/*
* 判断链表是否为空
*/
int SLNodeIsEmpty(SLNode *head);

/*
* 在末尾添加
*/
int SLNodeAdd(SLNode *head, SLNodeDataType data);

/*
* 插入数据
*/
int SLNodeInsert(SLNode *head, int index, SLNodeDataType data);

/*
* 获取指定位置的数据
*/
int SLNodeGet(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data);

/*
* 修改指定位置的数据
*/
int SLNodeUpdate(SLNode *head, int index, SLNodeDataType data);

/*
* 删除指定位置的数据
*/
int SLNodeRemove(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data);

/*
* 查找并返回数据位置(1~length)
*/
int SLNodeSearch(SLNode *head, SLNodeDataType data);

/*
* 销毁链表
*/
void SLNodeDestroy(SLNode **head);
/*
* 打印链表内容
*/
void ShowSLNode(SLNode *head);

#endif /* SLNODE_H_ */

功能实现

/*
* SLNode.c
*
*  Created on: 2016年6月8日
*      Author: 龙叔
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "SLNode.h"

void InitSLNode(SLNode **head) {
if ((*head = (SLNode*) malloc(sizeof(SLNode))) == NULL)
exit(0);
(*head)->next = NULL;
}

int SLNodeLength(SLNode *head) {
if (head == NULL)   //链表空
return 0;
int length = 0;     //计数器初始为0
SLNode *p = head;   //p指向头结点
while (p->next != NULL) {
p = p->next;
length++;
}
return length;
}

int SLNodeIsEmpty(SLNode *head) {
if (NULL == head)
return TRUE;
else
return FALSE;
}

int SLNodeAdd(SLNode *head, SLNodeDataType data) {
if (NULL == head)
return FALSE;
SLNode *p = head, *node;
while (p->next != NULL) {   //寻找第i个结点//
p = p->next;
}
if ((node = (SLNode*) malloc(sizeof(SLNode))) == NULL)
exit(0);
node->data = data;  //先存入数据
node->next = NULL;  //尾部为空
p->next = node;     //添加到末尾
return TRUE;
}

int SLNodeInsert(SLNode *head, int index, SLNodeDataType data) {
if (head == NULL) //链表不存在
return FALSE;

int pos = 0;    //记录当前位置
SLNode *p = head, *node;

//排除错误位置
if (index < 0 || index > SLNodeLength(head)) {
printf("SLNodeInsert: index插入位置错误!\n");
return FALSE;
}

while (p->next != NULL && pos < index) {    //寻找第index个结点
p = p->next;
pos++;
}
if (pos != index) {
printf("插入位置错误!\n");
return FALSE;
}
if ((node = (SLNode*) malloc(sizeof(SLNode))) == NULL)
exit(0);
node->data = data;  //先存入数据
node->next = p->next;
p->next = node;     //最后完成
return TRUE;
}

int SLNodeGet(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data) {
int length = SLNodeLength(head);
if (index < 0 || index > length) {
printf("SLNodeGet: index位置错误\n");
return FALSE;
}
SLNode *p = head;
for (int i = 0; i < length; ++i) {
p = p->next;
if (i == index) {
*data = p->data;
}
}
return TRUE;
}

int SLNodeUpdate(SLNode *head, int index, SLNodeDataType data) {
int length = SLNodeLength(head);
if (index < 0 || index > length) {
printf("SLNodeUpdate: index位置错误\n");
return FALSE;
}
int pos = 0;
SLNode *p = head;
while (p->next != NULL && index != pos) {
p = p->next;
pos++;
}
p->next->data = data;
return TRUE;
}

int SLNodeRemove(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data) {
int length = SLNodeLength(head);
if (index < 0 || index > length) {
printf("SLNodeUpdate: index位置错误\n");
return FALSE;
}
int pos = 0;
SLNode *p = head, *remove;
while (p->next != NULL && index != pos) {
p = p->next;
pos++;
}
remove = p->next;
if (NULL != data) {
*data = remove->data;       //记录删除的数据
}
p->next = p->next->next;    //删除
free(remove);
return TRUE;
}

int SLNodeSearch(SLNode *head, SLNodeDataType data) {
if (NULL == head)
return FALSE;
int index = 0;
SLNode *p = head;
for (; index < SLNodeLength(head); ++index) {
p = p->next;
if (p->data == data)
return index + 1;
}

return FALSE;
}

void SLNodeDestroy(SLNode **head) {
if (NULL == (*head)) {
return;
}
SLNode *point = *head, *dest;
while (point != NULL) {
dest = point;
point = point->next;
free(dest);
dest = NULL;
}
*head = NULL;
}

void ShowSLNode(SLNode *head) {
printf("ShowSLNode:\n");
int length = SLNodeLength(head);
SLNode *p = head;
for (int i = 0; i < length; ++i) {
p = p->next;
printf(" %c\t", p->data);
}
printf("\n");
}

功能测试

/*
* main.c
*  Created on: 2016年6月8日
*      Author: 龙叔
*/

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

/*
* 链表测试
*/
void test_SLNode() {
SLNode *head;
InitSLNode(&head);
for (int i = 97; i < 107; ++i) {
SLNodeAdd(head, i);
}
ShowSLNode(head);
SLNodeInsert(head, 1, 'I');
ShowSLNode(head);
SLNodeUpdate(head, 1, 'A');
ShowSLNode(head);
int index = SLNodeSearch(head, 'A');
printf("index A : %d \n", index);
SLNodeRemove(head, 1, NULL);
ShowSLNode(head);
SLNodeDestroy(&head);
ShowSLNode(head);
}

int main() {
test_SLNode();
return 0;
}

运行结果

ShowSLNode:

a b c d e f g h i j

ShowSLNode:

a I b c d e f g h i j

ShowSLNode:

a A b c d e f g h i j

index A : 2

ShowSLNode:

a b c d e f g h i j

ShowSLNode: