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用头插法实现单链表整表创建

头插法其实就是从表头开始的插入操作
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  • 不知道有没有注意到,前面我们在谈“单链表插入操作”的时候,其实我们是用插入操作来完成了单链表的整表创建的。
  • 那么创建单链表的过程就是一个动态生成链表的过程。即从“空表”的初始状态起,依次建立各元素结点,并逐个插入链表。

单链表整表创建的算法思路:

  1. 声明一结点p和计数器变量i;
  2. 初始化一空链表L;
  3. 让L的头结点的指针指向NULL,即建立一个带头结点的单链表;
  4. 循环:
    • 生成一新结点賦值给p;
    • 随机生成一数字賦值给P的数据域p->data;
    • 将p插入到头结点与前一新结点之间。

头插法创建链表的函数:

/*  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 */
	}
}

讨论一下上面的函数。

  • 1. 首先用 *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); 产生头结点,并使L指向此头结点。再用 (*L)->next = NULL; 即可创建一个带头结点的空链表。
  • 2. 接下来就是循环啦。新增结点都需要用 (LinkList)malloc(sizeof(Node)); 来开辟内存空间。生成结点 p 之后就给 p 的 data 赋随机值,然后再给 p 的 next 赋值。其实这里也就是用前几天讲到的插入操作了。复习一下吧,画个图就很清晰了。
  • 其实就是将 p->next 指向结点 (*L)->next,然后再将 结点 (*L)的后继指向p,这个很好理解。

完整的可执行程序(修复插入操作的函数):

#include "stdio.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
{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;
/* 定义LinkList */
typedef struct Node *LinkList;

/* 初始化顺序线性表 */
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:返回L中数据元素个数 */
int ListLength(LinkList L)
{
    int i=0;
    LinkList p=L->next; /* 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 */
/* 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;
}

Status visit(ElemType c)
{
    printf("-> %d ",c);
    return OK;
}

/* 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;
}

/*  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 */
	}
}

/* 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;     /* 声明一个结点 p,指向头结点 */
	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 */
	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;
}

int main()
{
    LinkList L;
    Status i;
    int j,k,pos,value;
    char opp;
    ElemType e;

    i=InitList(&L);
    printf("链表L初始化完毕,ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));

    printf("\n1.整表创建(头插法) \n2.遍历操作 \n3.插入操作 \n4.删除操作 \n5.获取结点数据 \n6.查找某个数是否在链表中 \n0.退出 \n请选择你的操作:\n");
    while(opp != '0'){
        scanf("%c",&opp);
        switch(opp){
            case '1':
                CreateListHead(&L,10);
                printf("整体创建L的元素(头插法):\n");
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '2':
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '3':
                printf("要在第几个位置插入元素?");
                scanf("%d",&pos);

                printf("插入的元素值是多少?");
                scanf("%d",&value);
                ListInsert(&L,pos,value);
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '4':
                printf("要删除第几个元素?");
                scanf("%d",&pos);
                ListDelete(&L,pos,&e);
                printf("删除第%d个元素成功,现在链表为:\n", pos);
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '5':
                printf("你需要获取第几个元素?");
                scanf("%d",&pos);
                GetElem(L,pos,&e);
                printf("第%d个元素的值为:%d\n", pos, e);
                printf("\n");
                break;

            case '6':
                printf("输入你需要查找的数:");
                scanf("%d",&pos);
                k=LocateElem(L,pos);
                if(k)
                    printf("第%d个元素的值为%d\n",k,pos);
                else
                    printf("没有值为%d的元素\n",pos);
                printf("\n");
                break;

            case '0':
                exit(0);
        }
    }

}

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. 第01话:线性表的概念与定义
  2. 第02话:线性表的抽象数据类型ADT定义
  3. 第03话:线性表的顺序存储结构
  4. 第04话:线性表的初始化
  5. 第05话:线性表的遍历、插入操作
  6. 第06话:判断线性表是否为空与置空操作
  7. 第07话:线性表的查找操作
  8. 第08话:线性表删除某个元素
  9. 线性表顺序存储的优缺点
  10. 线性表链式存储结构的由来与基本概念
  11. 单链表的头指针、头结点与首元结点
  12. 单链表的结构体定义与声明
  13. 单链表的初始化
  14. 单链表的插入与遍历操作
  15. 单链表的删除某个元素的操作
  16. 获取单链表中的指定位置的元素
  17. 查找某数在单链表中的位置
  18. 用头插法实现单链表整表创建
  19. 用尾插法实现单链表整表创建
  20. 将单链表重置为空表
  21. 单链表反转/逆序的两种方法
  22. 单链表反转/逆序的第三种方法
  23. 求单链表倒数第N个数
  24. 用标尺法快速找到单链表的中间结点
  25. 如何判断链表是否有环的存在
  26. 单链表建环,无环链表变有环
  27. 删除单链表中的重复元素

本文地址:http://www.jzjxzzjx.com/librarys/veda/detail/2238,欢迎访问原出处。

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