有头结点的链表的功能及实现

想溜了的蜗牛

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2022-03-30

有头单向链表：(浪费一个节点保存下一个节点地址)
头节点的数据域无效，指针域有效


无头单向链表：
所有节点的数据域和指针域都是有效的


定义节点结构体：（一个节点保存一个数据元素）

typedef int datatype;
typedef struct node_t   //node是节点的意思
{
	datatype data;		//数据域
	struct node_t *next;  //保存下一个节点的地址
}linklist_t;

遍历有头单向链表

void showHead(linklist_t *p)
{
	while(p->next!=NULL)
	{
		p=p->next;
		//因为头结点数据无效
		//所以先获取到第一个有效节点
		printf("%d ",p->data);
	}
	putchar(10);//换行
}

遍历无单头向链表

void shownoHead(linklist_t *p)
{
	while(p!=NULL)
	{
		printf("%d ",p->data);
		p=p->next;
		//头结点数据有效
		//所以先打印出当前节点的数值再获取到下一个节点
	}
	putchar(10);
}




链表的功能
1.创建一个空的有头单向链表
2.向链表的指定位置插入数据
3.计算链表长度
4.遍历有头单向链表
5.删除制定位置的数据
6.判断链表是否为空
7.查询链表制定位置的数据
8.查询指定数据在链表中的位置
9.修改指定的数据
10.修改指定位置的数据
11.删除指定的数据
12.转置
13.清空
14.销毁




1.创建一个空的有头单向链表

linklist_t *createLinkList(void)
{
	linklist_t *p=(linklist_t *)malloc(sizeof(linklist_t));
	if(NULL == p)//若开辟空间失败
	{
		printf("malloc node err.\n");
		return NULL;
	}
	p->next=NULL;//数据域无效，指针域有效
    return p;
}

2.向链表的指定位置插入数据

int insertPostLinkList(linklist_t *p,int post,datatype data)
{
	linklist_t *pnew=NULL;
	int i;
   //1.容错处理(位置)
   if(post < 0 || post>lengthLinkList(p))
   {
	   printf("insert post err.\n");
	   return -1;
   }
   //2.创建一个新节点保存插入的数据
   pnew=(linklist_t *)malloc(sizeof(linklist_t));
   if(NULL == pnew)
   {
	   printf("malloc new node err.\n ");
	   return -1;
   }
   //初始化节点内容
   pnew->data=data;
   pnew->next=NULL;

   //3.将头指针移动插入位置的前一个位置
    for(i=0;i<post;i++)
	{
		p=p->next;
	}
	//4.插入 ，先连后，再连前
	pnew->next=p->next;
	p->next=pnew;
	return 0;
}

3.计算链表长度

int lengthLinkList(linklist_t *p)
{
	int len=0;
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		len++;
	}
	return len;
}

4.遍历有头单向链表

void showLinkList(linklist_t *p)
{
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		printf("%d ",p->data);
	}
	putchar(10);
}

5.删除制定位置的数据

int delectPostLinkList(linklist_t *p,int post)
{
	int i;
	linklist_t *pdel=NULL;
	//1.容错处理
	if(post < 0 || post >= lengthLinkList(p) || isEmptyLinkList(p))
	{
		printf("isEmptyLinkList or post err.\n");
		return -1;
	}
	//2.移动头指针到删除位置的前一个
	for(i=0;i<post;i++)
		p=p->next;
	//3.定义指针保存删除节点地址
	pdel=p->next;
	//4.跨过删除节点
	p->next=pdel->next;
	//5.释放节点
	free(pdel);
	pdel=NULL;
	return 0;
}

6.判断链表是否为空

int isEmptyLinkList(linklist_t *p)
{
	return p->next == NULL; 
	//==作为一个判断条件
	//1空  0非空
}

7.查询链表指定位置的数据

//因为是查询数据，返回值与函数数据类型一致
//所以采用datatype类型
datatype searchPostLinkList(linklist_t *p,int post)
{
	int i;
	//容错处理
	if(post < 0 || post >= lengthLinkList(p))
	{
		printf("post err.\n");
		return -1;
	}
    //将指针移动到指定位置
	for(i=0;i<=post;i++)
		p=p->next;
	return p->data;//返回数据域的数值
}

8.查询指定数据在链表中的位置

int searchDataLinkList(linklist_t *p,datatype data)
{
	int post=0;
	if(isEmptyLinkList(p))
	{
		printf("isEmptyLinkList err.\n");
		return -1;
	}
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		if(p->data == data)
			return post;
		post++;
		//因为计算机中位置是从0开始的
		//开始又需要将头结点跳过
		//所以位置和数据差一位
		//先打印再自加
	}
	return -1;
}

9.修改指定的数据

void changeDataLinkList(linklist_t *p,datatype old,datatype new)
{
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		if(p->data == old)
			p->data=new;
	}
}

10.修改指定位置的数据

int changePostLinkList(linklist_t *p,int post,datatype data)
{
	int i;
	if(post < 0 || post >= lengthLinkList(p))
	{
		printf("post err.\n");
		return -1;
	}
	//将头指针移动指定位置
	for(i=0;i<=post;i++)
		p=p->next;
	p->data=data;
	return 0;
}

11.删除指定的数据

void delectDataLinkList(linklist_t *p,datatype data)
{
	linklist_t *pdel=NULL;
	while(p->next != NULL)
	{
		if(p->next->data == data)
		//指针要指到要删除位置的上一个节点才能进行删除
		{
			pdel=p->next;
			//让pdel指向被删除节点
			p->next=pdel->next;
			//跨过被删除节点
			free(pdel);
			pdel=NULL;
		}else
			p=p->next;
	}
}

12.转置

int reverseLinkList(linklist_t *p)
{

	//容错处理
	if(isEmptyLinkList(p))
	{
		printf("isEmptyLinkList err.\n");
		return -1;
	}
	linklist_t *ptemp=NULL;
	//用于暂时保存无头单向链表砍下的头节点地址
	linklist_t *pa=p->next;//无头单项链表的头节点地址
	p->next=NULL;//有头单向空链表
	while(pa != NULL)
	{
		//砍头
        ptemp=pa;
		pa=pa->next;
		ptemp->next=NULL;
		//插入到p的头节点之后
		ptemp->next=p->next;
		p->next=ptemp;
	}
	return 0;
}

13.清空

void clearLinkList(linklist_t *p)
{
	while(p->next != NULL)
	{
		delectPostLinkList(p,0);
		//循环删除第一个位置的数据
	}
}

14.销毁

void destory(linklist_t **pt)
//之前*p传入的都是复制过来的头节点地址
//这里要释放建立的头节点
//所以将头节点中存储的地址传入，进行赋空
{
     clearLinkList(*pt);
	 free(*pt);
	 //释放头节点
	 *pt=NULL;
	 //将头节点存储的地址置空
}







使用的代码

linklist.h

#ifndef __LINKLIST_H__
#define __LINKLIST_H__

typedef int datatype;
typedef struct node_t
{
	datatype data;
	struct node_t *next;
}linklist_t;

//1.创建一个空的有头单向链表
linklist_t *createLinkList(void);
//2.向链表的指定位置插入数据
int insertPostLinkList(linklist_t *p,int post,datatype data);
//3.计算链表长度
int lengthLinkList(linklist_t *p);
//4.遍历有头单向链表
void showLinkList(linklist_t *p);
//5.删除制定位置的数据
int delectPostLinkList(linklist_t *p,int post);
//6.判断链表是否为空
int isEmptyLinkList(linklist_t *p);
//7.查询链表制定位置的数据 
datatype searchPostLinkList(linklist_t *p,int post);
//8.查询指定数据在链表中的位置
int searchDataLinkList(linklist_t *p,datatype data);
//9.修改指定的数据
void changeDataLinkList(linklist_t *p,datatype old,datatype new);
//10.修改指定位置的数据
int changePostLinkList(linklist_t *p,int post,datatype data);
//11.删除指定的数据
void delectDataLinkList(linklist_t *p,datatype data);
//12.转置
int reverseLinkList(linklist_t *p);
//13.清空
void clearLinkList(linklist_t *p);
//14.销毁
void destory(linklist_t **pt);
#endif

linklist.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "linklist.h"

//1.创建一个空的有头单向链表
linklist_t *createLinkList(void)
{
	linklist_t *p=(linklist_t *)malloc(sizeof(linklist_t));
	if(NULL == p)
	{
		printf("malloc node err.\n");
		return NULL;
	}
	p->next=NULL;//数据域无效，指针域有效
    return p;
}

//2.向链表的指定位置插入数据
int insertPostLinkList(linklist_t *p,int post,datatype data)
{
	linklist_t *pnew=NULL;
	int i;
   //1.容错处理(位置)
   if(post < 0 || post>lengthLinkList(p))
   {
	   printf("insert post err.\n");
	   return -1;
   }
   //2.创建一个新节点保存插入的数据
   pnew=(linklist_t *)malloc(sizeof(linklist_t));
   if(NULL == pnew)
   {
	   printf("malloc new node err.\n ");
	   return -1;
   }
   //初始化节点内容
   pnew->data=data;
   pnew->next=NULL;

   //3.将头指针移动插入位置的前一个位置
    for(i=0;i<post;i++)
	{
		p=p->next;
	}
	//4.插入 ，先连后，再连前
	pnew->next=p->next;
	p->next=pnew;
	return 0;
}

//3.计算链表长度
int lengthLinkList(linklist_t *p)
{
	int len=0;
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		len++;
	}
	return len;
}
//4.遍历有头单向链表
void showLinkList(linklist_t *p)
{
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		printf("%d ",p->data);
	}
	putchar(10);
}
//5.删除制定位置的数据
int delectPostLinkList(linklist_t *p,int post)
{
	int i;
	linklist_t *pdel=NULL;
	//1.容错处理
	if(post < 0 || post >= lengthLinkList(p) || isEmptyLinkList(p))
	{
		printf("isEmptyLinkList or post err.\n");
		return -1;
	}
	//2.移动头指针到删除位置的前一个
	for(i=0;i<post;i++)
		p=p->next;
	//3.定义指针保存删除节点地址
	pdel=p->next;
	//4.跨国删除节点
	p->next=pdel->next;
	//5.释放节点
	free(pdel);
	pdel=NULL;
	return 0;
}

//6.判断链表是否为空
int isEmptyLinkList(linklist_t *p)
{
	return p->next == NULL; //1空  0：非空
}
//7.查询链表制定位置的数据 
datatype searchPostLinkList(linklist_t *p,int post)
{
	int i;
	//容错处理
	if(post < 0 || post >= lengthLinkList(p))
	{
		printf("post err.\n");
		return -1;
	}
    //将指针移动到指定位置
	for(i=0;i<=post;i++)
		p=p->next;
	return p->data;
}

//8.查询指定数据在链表中的位置
int searchDataLinkList(linklist_t *p,datatype data)
{
	int post=0;
	if(isEmptyLinkList(p))
	{
		printf("isEmptyLinkList err.\n");
		return -1;
	}
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		if(p->data == data)
			return post;
		post++;
	}
	return -1;
}
//9.修改指定的数据
void changeDataLinkList(linklist_t *p,datatype old,datatype new)
{
	while(p->next != NULL)
	{
		p=p->next;
		if(p->data == old)
			p->data=new;
	}
}
//10.修改指定位置的数据
int changePostLinkList(linklist_t *p,int post,datatype data)
{
	int i;
	if(post < 0 || post >= lengthLinkList(p))
	{
		printf("post err.\n");
		return -1;
	}
	//将头指针移动指定位置
	for(i=0;i<=post;i++)
		p=p->next;
	p->data=data;
	return 0;
}
//11.删除指定的数据
void delectDataLinkList(linklist_t *p,datatype data)
{
	linklist_t *pdel=NULL;
	while(p->next != NULL)
	{
		if(p->next->data == data)
		{
			pdel=p->next;
			p->next=pdel->next;
			free(pdel);
			pdel=NULL;
		}else
			p=p->next;
	}
}

//12.转置
int reverseLinkList(linklist_t *p)
{

	//容错处理
	if(isEmptyLinkList(p))
	{
		printf("isEmptyLinkList err.\n");
		return -1;
	}
	linklist_t *ptemp=NULL;
	//用于暂时保存无头单向链表砍下的头节点地址
	linklist_t *pa=p->next;//无头单项链表的头节点地址
	p->next=NULL;//有头单向空链表
	while(pa != NULL)
	{
		//砍头
        ptemp=pa;
		pa=pa->next;
		ptemp->next=NULL;
		//插入到p的头节点之后
		ptemp->next=p->next;
		p->next=ptemp;
	}
	return 0;
}

//13.清空
void clearLinkList(linklist_t *p)
{
	while(p->next != NULL)
	{
		delectPostLinkList(p,0);
	}
}

//14.销毁
void destory(linklist_t **pt)
{
     clearLinkList(*pt);
	 free(*pt);
	 *pt=NULL;
}

main.c

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

int main(int argc, const char *argv[])
{
	linklist_t *p=NULL;
	p=createLinkList();

	insertPostLinkList(p,0,1);
	insertPostLinkList(p,0,5);
	insertPostLinkList(p,0,3);
	insertPostLinkList(p,0,4);
	insertPostLinkList(p,0,5);

	showLinkList(p);

//	delectPostLinkList(p,2);

//	delectPostLinkList(p,4);
//  reverseLinkList(p);
//  delectDataLinkList(p,5);
//  clearLinkList(p);
    destory(&p);//销毁后链表操作函数不能用了
    printf("%p \n",p);//打印p的地址
//	showLinkList(p);

	return 0;
}

Makefile

CC=gcc
OBJS=main.o linklist.o
CFLAGS=-c -g -Wall -o

link:$(OBJS)
	$(CC) $^ -o $@

%.o:%.c
	$(CC) $(CFLAGS) $@ $<

.PHONY:clean

clean:
	rm *.o

结果如下：
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