单链表

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "ctype.h"
#include "stdlib.h"
#include "math.h"
#include "time.h"
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20     /* 存储空间初始分配量 */
typedef int Status;    /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int ElemType;  /* ElemType类型根据实际情况而定，这里假设为int */
typedef struct Node {  /* 线性表的单链表存储结构 */
	ElemType data;
	struct Node *next;
} Node;
typedef struct Node *LinkList; /* 定义LinkList */
/*打印某个数*/
Status visit(ElemType c) {
	printf("%d ", c);
	return OK;
}
/* 初始化顺序线性表 */
//申请的结果有两种
//1、失败：return ERROR
//2、成功：设定指针域为空、return OK
Status InitList(LinkList *L) {
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* 产生头结点,并使L指向此头结点 */
	if (!(*L)) /* 存储分配失败 */
		return ERROR;
	(*L)->next = NULL; /* 指针域为空 */
	return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE */
Status ListEmpty(LinkList L) {
	if (L->next)
		return FALSE;
	else
		return TRUE;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表 */
Status ClearList(LinkList *L) {
	LinkList p, q;
	p = (*L)->next;         /*  p指向第一个结点 */
	while (p)               /*  没到表尾 */
	{
		q = p->next;        /*  用q保存p的下一节点*/
		free(p);            /*  释放p节点的空间*/
		p = q;
	}
	(*L)->next = NULL;      /*  最后，头结点指针域为空 */
	return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数 */
int ListLength(LinkList L) {
	int i = 0;              /* 计数器 */
	LinkList p = L->next;   /* important：p指向第一个结点 */
	while (p) {
		i++;
		p = p->next;
	}
	return i;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：用e返回L中第i个数据元素的值 */
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e) {
	int j;
	LinkList p;  /* 声明一结点p */
	p = L->next; /* 让p指向链表L的第一个结点 */
	j = 1;       /* j为计数器 */
	while (p && j < i) /* p不为空或者计数器j还没有等于i时，循环继续 */
	{
		p = p->next;   /* 让p指向下一个结点 */
		++j;
	}
	if (!p || j > i)
		return ERROR; /*  第i个元素不存在 */
	*e = p->data;     /*  取第i个元素的数据 */
	return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在 */
/* 操作结果：返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。 */
/* 若这样的数据元素不存在，则返回值为0 */
int LocateElem(LinkList L, ElemType e) {
	int i = 0;
	LinkList p = L->next;
	while (p) {
		i++;
		if (p->data == e) /* 找到这样的数据元素 */
			return i;
		p = p->next;
	}
	return 0;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)， */
/* 操作结果：在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1 */
Status ListInsert(LinkList *L, int i, ElemType e) {
	int j;
	LinkList p, s;
	p = *L;
	j = 1;
	while (p && j < i) /* 寻找第i个结点 */
	{
		p = p->next;
		++j;
	}
	if (!p || j > i)
		return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
	s = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /*  生成新结点(C语言标准函数) */
	s->data = e;
	s->next = p->next; /* 将p的后继结点赋值给s的后继  */
	p->next = s; /* 将s赋值给p的后继 */
	return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在，1≤i≤ListLength(L) */
/* 操作结果：删除L的第i个数据元素，并用e返回其值，L的长度减1 */
Status ListDelete(LinkList *L, int i, ElemType *e) {
	int j;
	LinkList p, q;
	p = *L;
	j = 1;
	while (p->next && j < i) /* 遍历寻找第i个元素 */
	{
		p = p->next;
		++j;
	}
	if (!(p->next) || j > i)
		return ERROR; /* 第i个元素不存在 */
	//插入和删除的前面这部分相同。
	q = p->next;
	p->next = q->next; /* 将q的后继赋值给p的后继 */
	*e = q->data; /* 将q结点中的数据给e */
	free(q); /* 让系统回收此结点，释放内存 */
	return OK;
}
/* 初始条件：顺序线性表L已存在 */
/* 操作结果：依次对L的每个数据元素输出 */
Status ListTraverse(LinkList L) {
	LinkList p = L->next;
	while (p) {
		visit(p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
	return OK;
}
/*  随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（头插法） */
void CreateListHead(LinkList *L, int n) {
	LinkList p;
	int i;
	srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
	(*L)->next = NULL; /*  先建立一个带头结点的单链表 */
	for (i = 0; i < n; i++) {
		p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /*  生成新结点 */
		p->data = rand() % 100 + 1; /*  随机生成100以内的数字 */
		p->next = (*L)->next;
		(*L)->next = p; /*  插入到表头 */
	}
}
/*  随机产生n个元素的值，建立带表头结点的单链线性表L（尾插法） */
void CreateListTail(LinkList *L, int n) {
	LinkList p, r;
	int i;
	srand(time(0)); /* 初始化随机数种子 */
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); /* L为整个线性表 */
	r = *L; /* r为指向尾部的结点 */
	for (i = 0; i < n; i++) {
		p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); /*  生成新结点 */
		p->data = rand() % 100 + 1; /*  随机生成100以内的数字 */
		r->next = p; /* 将表尾终端结点的指针指向新结点 */
		r = p; /* 将当前的新结点定义为表尾终端结点 */
	}
	r->next = NULL; /* 表示当前链表结束 */
}
int main() {
	LinkList L;
	ElemType e;
	Status i;
	int j, k;
	i = InitList(&L);
	printf("初始化L后：ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	for (j = 1; j <= 5; j++)
		i = ListInsert(&L, 1, j);
	printf("在L的表头依次插入1～5后：L.data=");
	ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L));
	i = ListEmpty(L);
	printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n", i);
	i = ClearList(&L);
	printf("清空L后：ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	i = ListEmpty(L);
	printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n", i);
	for (j = 1; j <= 10; j++)
		ListInsert(&L, j, j);
	printf("在L的表尾依次插入1～10后：L.data=");
	ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L));
	ListInsert(&L, 1, 0);
	printf("在L的表头插入0后：L.data=");
	ListTraverse(L);
	printf("ListLength(L)=%d \n", ListLength(L));
	GetElem(L, 5, &e);
	printf("第5个元素的值为：%d\n", e);
	for (j = 3; j <= 4; j++) {
		k = LocateElem(L, j);
		if (k)
			printf("第%d个元素的值为%d\n", k, j);
		else
			printf("没有值为%d的元素\n", j);
	}
	k = ListLength(L); /* k为表长 */
	for (j = k + 1; j >= k; j--) {
		i = ListDelete(&L, j, &e); /* 删除第j个数据 */
		if (i == ERROR)
			printf("删除第%d个数据失败\n", j);
		else
			printf("删除第%d个的元素值为：%d\n", j, e);
	}
	printf("依次输出L的元素：");
	ListTraverse(L);
	j = 5;
	ListDelete(&L, j, &e); /* 删除第5个数据 */
	printf("删除第%d个的元素值为：%d\n", j, e);
	printf("依次输出L的元素：");
	ListTraverse(L);
	i = ClearList(&L);
	printf("\n清空L后：ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	CreateListHead(&L, 20);
	printf("整体创建L的元素(头插法)：");
	ListTraverse(L);
	i = ClearList(&L);
	printf("\n删除L后：ListLength(L)=%d\n", ListLength(L));
	CreateListTail(&L, 20);
	printf("整体创建L的元素(尾插法)：");
	ListTraverse(L);
	return 0;
}