带头结点的线性链表类型

// c2-5.h 带头结点的线性链表类型typedef struct LNode // 结点类型(见图2.40){ElemType data;LNode *next;}*Link,*Position;struct LinkList // 链表类型(见图2.41){Link head,tail; // 分别指向线性链表中的头结点和最后一个结点int len; // 指示线性链表中数据元素的个数};

图2
42 是根据c2-5.h 定义的具有2

个结点的线性链表的结构。

// bo2-6.cpp 具有实用意义的线性链表(存储结构由c2-5.h定义)的24个基本操作void MakeNode(Link &p,ElemType e){ // 分配由p指向的值为e的结点。若分配失败，则退出p=(Link)malloc(sizeof(LNode));if(!p)exit(ERROR);p->data=e;}void FreeNode(Link &p){ // 释放p所指结点free(p);p=NULL;}void InitList(LinkList &L){ // 构造一个空的线性链表L(见图2.43)Link p;p=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成头结点if(p){p->next=NULL;L.head=L.tail=p;L.len=0;}elseexit(ERROR);}void ClearList(LinkList &L){ // 将线性链表L重置为空表，并释放原链表的结点空间Link p,q;if(L.head!=L.tail) // 不是空表{p=q=L.head->next;L.head->next=NULL;while(p!=L.tail){p=q->next;free(q);q=p;}free(q);L.tail=L.head;L.len=0;}}void DestroyList(LinkList &L){ // 销毁线性链表L，L不再存在(见图2.44)ClearList(L); // 清空链表FreeNode(L.head);L.tail=NULL;L.len=0;}void InsFirst(LinkList &L,Link h,Link s) // 形参增加L,因为需修改L{ // h指向L的一个结点，把h当做头结点，将s所指结点插入在第一个结点之前s->next=h->next;h->next=s;if(h==L.tail) // h指向尾结点L.tail=h->next; // 修改尾指针L.len++;}Status DelFirst(LinkList &L,Link h,Link &q) // 形参增加L,因为需修改L{ // h指向L的一个结点，把h当做头结点，删除链表中的第一个结点并以q返回。// 若链表为空(h指向尾结点)，q=NULL，返回FALSEq=h->next;if(q) // 链表非空{h->next=q->next;if(!h->next) // 删除尾结点L.tail=h; // 修改尾指针L.len--;return OK;}elsereturn FALSE; // 链表空}void Append(LinkList &L,Link s){ // 将指针s(s->data为第一个数据元素)所指(彼此以指针相链，以NULL结尾)的// 一串结点链接在线性链表L的最后一个结点之后，并改变链表L的尾指针指向新的尾结点int i=1;L.tail->next=s;while(s->next){s=s->next;i++;}L.tail=s;L.len+=i;}Position PriorPos(LinkList L,Link p){ // 已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点的直接前驱的位置。若无前驱，则返回NULLLink q;q=L.head->next;if(q==p) // 无前驱return NULL;else{while(q->next!=p) // q不是p的直接前驱q=q->next;return q;}}Status Remove(LinkList &L,Link &q){ // 删除线性链表L中的尾结点并以q返回，改变链表L的尾指针指向新的尾结点Link p=L.head;if(L.len==0) // 空表{q=NULL;return FALSE;}while(p->next!=L.tail)p=p->next;q=L.tail;p->next=NULL;L.tail=p;L.len--;return OK;}void InsBefore(LinkList &L,Link &p,Link s){ // 已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之前，// 并修改指针p指向新插入的结点Link q;q=PriorPos(L,p); // q是p的前驱if(!q) // p无前驱q=L.head;s->next=p;q->next=s;p=s;L.len++;}void InsAfter(LinkList &L,Link &p,Link s){ // 已知p指向线性链表L中的一个结点，将s所指结点插入在p所指结点之后，// 并修改指针p指向新插入的结点if(p==L.tail) // 修改尾指针L.tail=s;s->next=p->next;p->next=s;p=s;L.len++;}void SetCurElem(Link p,ElemType e){ // 已知p指向线性链表中的一个结点，用e更新p所指结点中数据元素的值p->data=e;}ElemType GetCurElem(Link p){ // 已知p指向线性链表中的一个结点，返回p所指结点中数据元素的值return p->data;}Status ListEmpty(LinkList L){ // 若线性链表L为空表，则返回TRUE；否则返回FALSEif(L.len)return FALSE;elsereturn TRUE;}int ListLength(LinkList L){ // 返回线性链表L中元素个数return L.len;}Position GetHead(LinkList L){ // 返回线性链表L中头结点的位置return L.head;}Position GetLast(LinkList L){ // 返回线性链表L中最后一个结点的位置return L.tail;}Position NextPos(Link p){ // 已知p指向线性链表L中的一个结点，返回p所指结点的直接后继的位置。若无后继，则返回NULLreturn p->next;}Status LocatePos(LinkList L,int i,Link &p){ // 返回p指示线性链表L中第i个结点的位置，并返回OK，i值不合法时返回ERROR。i=0为头结点int j;if(i<0||i>L.len)return ERROR;else{p=L.head;for(j=1;j<=i;j++)p=p->next;return OK;}}Position LocateElem(LinkList L,ElemType e,Status (*compare)(ElemType,ElemType)){ // 返回线性链表L中第1个与e满足函数compare()判定关系的元素的位置，// 若不存在这样的元素，则返回NULLLink p=L.head;dop=p->next;while(p&&!(compare(p->data,e))); // 没到表尾且没找到满足关系的元素return p;}void ListTraverse(LinkList L,void(*visit)(ElemType)){ // 依次对L的每个数据元素调用函数visit()Link p=L.head->next;int j;for(j=1;j<=L.len;j++){visit(p->data);p=p->next;}printf("\n");}void OrderInsert(LinkList &L,ElemType e,int (*comp)(ElemType,ElemType)){ // 已知L为有序线性链表，将元素e按非降序插入在L中。(用于一元多项式)Link o,p,q;q=L.head;p=q->next;while(p!=NULL&&comp(p->data,e)<0) // p不是表尾且元素值小于e{q=p;p=p->next;}o=(Link)malloc(sizeof(LNode)); // 生成结点o->data=e; // 赋值q->next=o; // 插入o->next=p;L.len++; // 表长加1if(!p) // 插在表尾L.tail=o; // 修改尾结点}Status LocateElem(LinkList L,ElemType e,Position &q,int(*compare)(ElemType,ElemType)){ // 若升序链表L中存在与e满足判定函数compare()取值为0的元素，则q指示L中// 第一个值为e的结点的位置，并返回TRUE；否则q指示第一个与e满足判定函数// compare()取值>0的元素的前驱的位置。并返回FALSE。(用于一元多项式)Link p=L.head,pp;do{pp=p;p=p->next;}while(p&&(compare(p->data,e)<0)); // 没到表尾且p->data.expn<e.expnif(!p||compare(p->data,e)>0) // 到表尾或compare(p->data,e)>0{q=pp;return FALSE;}else // 找到{q=p;return TRUE;}}

// main2-6.cpp 检验bo2-6.cpp的主程序#include"c1.h"typedef int ElemType;#include"c2-5.h"#include"bo2-6.cpp"#include"func2-3.cpp" // 包括equal()、comp()、print()、print2()和print1()函数void main(){Link p,h;LinkList L;Status i;int j,k;InitList(L); // 初始化空的线性表Lfor(j=1;j<=2;j++){MakeNode(p,j); // 生成由p指向、值为j的结点InsFirst(L,L.tail,p); // 插在表尾}OrderInsert(L,0,comp); // 按升序插在有序表头for(j=0;j<=3;j++){i=LocateElem(L,j,p,comp);if(i)printf("链表中有值为%d的元素。\n",p->data);elseprintf("链表中没有值为%d的元素。\n",j);}printf("输出链表：");ListTraverse(L,print); // 输出Lfor(j=1;j<=4;j++){printf("删除表头结点：");DelFirst(L,L.head,p); // 删除L的首结点，并以p返回if(p)printf("%d\n",GetCurElem(p));elseprintf("表空，无法删除p=%u\n",p);}printf("L中结点个数=%d L是否空%d(1:空0:否)\n",ListLength(L),ListEmpty(L));MakeNode(p,10);p->next=NULL; // 尾结点for(j=4;j>=1;j--){MakeNode(h,j*2);h->next=p;p=h;} // h指向一串5个结点，其值依次是2 4 6 8 10Append(L,h); // 把结点h链接在线性链表L的最后一个结点之后OrderInsert(L,12,comp); // 按升序插在有序表尾头OrderInsert(L,7,comp); // 按升序插在有序表中间printf("输出链表：");ListTraverse(L,print); // 输出Lfor(j=1;j<=2;j++){p=LocateElem(L,j*5,equal);if(p)printf("L中存在值为%d的结点。\n",j*5);elseprintf("L中不存在值为%d的结点。\n",j*5);}for(j=1;j<=2;j++){LocatePos(L,j,p); // p指向L的第j个结点h=PriorPos(L,p); // h指向p的前驱if(h)printf("%d的前驱是%d。\n",p->data,h->data);elseprintf("%d没前驱。\n",p->data);}k=ListLength(L);for(j=k-1;j<=k;j++){LocatePos(L,j,p); // p指向L的第j个结点h=NextPos(p); // h指向p的后继if(h)printf("%d的后继是%d。\n",p->data,h->data);elseprintf("%d没后继。\n",p->data);}printf("L中结点个数=%d L是否空%d(1:空0:否)\n",ListLength(L),ListEmpty(L));p=GetLast(L); // p指向最后一个结点SetCurElem(p,15); // 将最后一个结点的值变为15printf("第1个元素为%d 最后1个元素为%d\n",GetCurElem(GetHead(L)->next),GetCurElem(p));MakeNode(h,10);InsBefore(L,p,h); // 将10插到尾结点之前，p指向新结点p=p->next; // p恢复为尾结点MakeNode(h,20);InsAfter(L,p,h); // 将20插到尾结点之后k=ListLength(L);printf("依次删除表尾结点并输出其值：");for(j=0;j<=k;j++)if(!(i=Remove(L,p))) // 删除不成功printf("删除不成功p=%u\n",p);elseprintf("%d ",p->data);MakeNode(p,29); // 重建具有1个结点(29)的链表InsFirst(L,L.head,p);DestroyList(L); // 销毁线性链表Lprintf("销毁线性链表L之后: L.head=%u L.tail=%u L.len=%d\n",L.head,L.tail,L.len);}

代码运行结果如下：

/*链表中有值为0的元素。链表中有值为1的元素。链表中有值为2的元素。链表中没有值为3的元素。输出链表：0 1 2删除表头结点：0删除表头结点：1删除表头结点：2删除表头结点：表空，无法删除p=0L中结点个数=0 L是否空1(1:空0:否)输出链表：2 4 6 7 8 10 12L中不存在值为5的结点。L中存在值为10的结点。2没前驱。4的前驱是2。10的后继是12。12没后继。L中结点个数=7 L是否空0(1:空0:否)第1个元素为2 最后1个元素为15依次删除表尾结点并输出其值：20 15 10 10 8 7 6 4 2 删除不成功p=0销毁线性链表L之后: L.head=0 L.tail=0 L.len=0Press any key to continue*/