數據結構-線性表_單鏈表

鏈表是一種複雜的數據結構，其數據之間的相互關係使鏈表分成三種：單鏈表、循環鏈表、雙向鏈表，這篇文章介紹單鏈表的實現。

單鏈表有一個頭節點head，指向鏈表在內存的首地址。鏈表中的每一個節點的數據類型爲結構體類型，節點有兩個成員：數據成員（實際需要保存的數據）和指向下一個結構體類型節點的指針即下一個節點的地址（事實上，此單鏈表是用於存放整型數據的動態數組）。鏈表按此結構對各節點的訪問需從鏈表的頭找起，後續節點的地址由當前節點給出。無論在表中訪問那一個節點，都需要從鏈表的頭開始，順序向後查找。鏈表的尾節點由於無後續節點，其指針域爲空，寫作爲NULL。

• C/C++代碼:

功能定義

/*
 * 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;    //假設結點的數據域類型爲字符
typedef struct Node {       //結點類型定義
    SLNodeDataType data;    //結點的數據域
    struct Node *next;      //結點的指針域
} SLNode;

/*
 * 初始化單鏈表
 */
void InitSLNode(SLNode **head);

/*
 * 獲取鏈表長度
 */
int SLNodeLength(SLNode *head);

/*
 * 判斷鏈表是否爲空
 */
int SLNodeIsEmpty(SLNode *head);

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

/*
 * 插入數據
 */
int SLNodeInsert(SLNode *head, int index, SLNodeDataType data);

/*
 * 獲取指定位置的數據
 */
int SLNodeGet(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data);

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

/*
 * 刪除指定位置的數據
 */
int SLNodeRemove(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data);

/*
 * 查找並返回數據位置(1~length)
 */
int SLNodeSearch(SLNode *head, SLNodeDataType data);

/*
 * 銷燬鏈表
 */
void SLNodeDestroy(SLNode **head);
/*
 * 打印鏈表內容
 */
void ShowSLNode(SLNode *head);

#endif /* SLNODE_H_ */

功能實現

/*
 * SLNode.c
 *
 *  Created on: 2016年6月8日
 *      Author: 龍叔
 */
#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)   //鏈表空
        return 0;
    int length = 0;     //計數器初始爲0
    SLNode *p = head;   //p指向頭結點
    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) {   //尋找第i個結點//
        p = p->next;
    }
    if ((node = (SLNode*) malloc(sizeof(SLNode))) == NULL)
        exit(0);
    node->data = data;  //先存入數據
    node->next = NULL;  //尾部爲空
    p->next = node;     //添加到末尾
    return TRUE;
}

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

    int pos = 0;    //記錄當前位置
    SLNode *p = head, *node;

    //排除錯誤位置
    if (index < 0 || index > SLNodeLength(head)) {
        printf("SLNodeInsert: index插入位置錯誤!\n");
        return FALSE;
    }

    while (p->next != NULL && pos < index) {    //尋找第index個結點
        p = p->next;
        pos++;
    }
    if (pos != index) {
        printf("插入位置錯誤!\n");
        return FALSE;
    }
    if ((node = (SLNode*) malloc(sizeof(SLNode))) == NULL)
        exit(0);
    node->data = data;  //先存入數據
    node->next = p->next;
    p->next = node;     //最後完成
    return TRUE;
}

int SLNodeGet(SLNode *head, int index, SLNodeDataType *data) {
    int length = SLNodeLength(head);
    if (index < 0 || index > length) {
        printf("SLNodeGet: index位置錯誤\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位置錯誤\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位置錯誤\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;       //記錄刪除的數據
    }
    p->next = p->next->next;    //刪除
    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");
}

功能測試

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

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

/*
 * 鏈表測試
 */
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;
}

運行結果

---

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:

---