基础数据结构-单链表（不带头结点）

2022-01-17 22:04:10 阅读：136 来源： 互联网

标签：Node 结点单链 struct no head next phead 数据结构

先写头文件no_head_list.h

#pragma once
//带头结点的：两只手干活
//不带头结点的：一只手干活

//不带头结点的结构体设计：
typedef int ELEM_TYPE; 

//有效数据节点结构体设计
typedef struct Node
{
	ELEM_TYPE data;//数据域   （1.头结点：不保存任何数据    2.有效数据节点：保存有效值）   
	struct Node *next;//指针域  (1.头结点：保存第一个元素的地址    2.有效数据节点：保存下一个有效元素的地址)
}Node, *PNode;


//不带头结点可执行函数声明：
//增删改查


//初始化函数(对于头结点进行赋初值)
void no_head_Init_list(struct Node **phead);//struct Node ** == PNode *

//购买一个新节点
struct Node *no_head_BuyNode(ELEM_TYPE val);

//头插
bool no_head_Insert_head(PNode *phead, ELEM_TYPE val);

//尾插
bool no_head_Insert_tail(struct Node **phead, ELEM_TYPE val);

//按位置插入(pos=0 相当于头插  pos==length 相当于尾插)
bool no_head_Insert_pos(struct Node **phead, int pos, ELEM_TYPE val);

//头删
bool no_head_Del_head(struct Node **phead);

//尾删
bool no_head_Del_tail(struct Node **phead);

//按位置删(pos==0 相当于头删   pos==length-1 相当于尾删（pos==length非法）)
bool no_head_Del_pos(struct Node **phead, int pos);
//按值删
bool no_head_Del_val(struct Node **phead, ELEM_TYPE val);

//获取值位置  （如果val值存在， 则返回其地址  不然返回NULL）
struct Node* no_head_Search(struct Node **phead, ELEM_TYPE val);

//判空
bool no_head_IsEmpty(struct Node **phead);

//判满  单链表不存在满这个概念

//获取单链表有效数据节点个数
int no_head_Get_length(struct Node **phead);

//清空  相当于直接调用销毁
void no_head_Clear(struct Node **phead);

//销毁1（malloc申请来的空间 全部释放掉）
void no_head_Destroy(struct Node **phead);

//销毁2
void no_head_Destroy2(struct Node **phead);

//打印
void no_head_Show(struct Node **phead);

再写no_head_list.cpp文件

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include "no_head_list.h"
//因为不带头结点的单链表没有头结点，所以我们之前使用上面for循环的函数都需要做修改
//但是像我们之前不需要前驱的操作，也就是不用让指针p指向头结点的操作，没有什么区别

//初始化函数(对于头指针进行赋初值)
void no_head_Init_list(struct Node **phead)//struct Node ** == PNode *
{
	//assert  phead!=NULL

	*phead = NULL;
	//修改一个指针，如果没有有效节点的话，将其指针指向NULL
	//这个指针保存第一个有效数据节点的地址   phead   *phead(保存的第一个有效数据的地址)   (*phead).next   
}

//购买一个新节点
struct Node *no_head_BuyNode(ELEM_TYPE val)
{
	struct Node*pnewnode = (struct Node*)malloc(1 * sizeof(struct Node));
	assert(pnewnode != NULL);
	if(pnewnode == NULL)
	{
		return NULL;
	}
	
	pnewnode->data = val;
	pnewnode->next = NULL; 

	return pnewnode;
}

//头插
bool no_head_Insert_head(PNode *phead, ELEM_TYPE val)
{
	//assert
	assert(phead != NULL);
	if(NULL == phead)
	{
		return false;
	}
	//1.创建新节点
	struct Node* pnewnode = (struct Node *)malloc(1*sizeof(struct Node));
	assert(pnewnode != NULL);
	pnewnode->data = val;
	pnewnode->next = NULL;

	//2.找到合适的插入位置 (头插函数 已经找到插入位置)

	//3.插入
	pnewnode->next = *phead;
    *phead = pnewnode;

	return true;
}

//尾插
bool no_head_Insert_tail(struct Node **phead, ELEM_TYPE val)
{
	//assert

	if(no_head_IsEmpty(phead))//如果我是一个空链，则执行头插函数 不要执行尾插函数
	{
		return no_head_Insert_head(phead, val);
	}

	//1.创建新节点
	struct Node* pnewnode = no_head_BuyNode(val);
	assert(pnewnode!= NULL);

	//2.找到合适的插入位置
	struct Node *p;
	for( p= *phead; p->next!=NULL; p=p->next);//这里存在一个bug：如果是空链的话，*phead == p == NULL，那么语句2：p->next会报写入异常（在上面处理一下这个bug即可）
	//此时 指针p停留在尾结点，而不是尾结点的下一个节点

	//3.插入
	pnewnode->next = p->next;
	p->next = pnewnode;

	return true;
}

//按位置插入(pos=0 相当于头插  pos==length 相当于尾插)
bool no_head_Insert_pos(struct Node **phead, int pos, ELEM_TYPE val)
{
	//assert   phead  pos
	assert(phead != NULL);
	assert(pos >=0 && pos<=no_head_Get_length(phead));//pos == length合法  相当于尾插 但是这个位置不能用于删除
	if(pos == 0)
	{
		return no_head_Insert_head(phead, val);
	}

	//1.创建新节点
	struct Node* pnewnode = no_head_BuyNode(val);
	assert(pnewnode!= NULL);

	//2.找到合适的插入位置    
	struct Node *p = *phead;  
	for(int i=1; i<pos; i++)这里存在一个bug：如果pos = 0,p没有办法跑到合适的位置，提前处理掉即可
	{
		p=p->next;
	}

	//3.插入
	pnewnode->next = p->next;
	p->next = pnewnode;
	return true;
}

//头删
bool no_head_Del_head(struct Node **phead)
{
	//assert
	//删除操作：需要判空
	if(no_head_IsEmpty(phead)) 
	{
		return false;
	}

	struct Node *p =*phead;
	*phead = p->next;
	free(p);

	return true;
}

//尾删
bool no_head_Del_tail(struct Node **phead)
{
	//assert
	//两种风险   第一种：q有可能为NULL（由于空链导致）
	if(no_head_IsEmpty(phead))
	{
		return false;
	}
	//什么情况下：q不为NULL，但是q->next为NULL？  //有节点，但是仅有一个节点
	//两种风险   第二种：q->next有可能为NULL（由于导致）
	if((*phead)->next == NULL) //仅有一个首元素节点
	{
		return no_head_Del_head(phead);//仅有一个节点,尾删和头删没区别
	}


	//用第二种方案去找p和q的位置：先找q再找p
	struct Node *q = *phead;
	for(q; q->next->next!=NULL; q=q->next);//q向后一次项探测两步(有bug风险:1.p可能为NULL  2.p->next为NULL)
	//此时q停在倒数第二个节点（尾删的待删除节点的上一个节点）

	struct Node *p = q->next;//p通过q来直接指向待删除节点

	q->next = p->next;
	free(p);
	return true;


}

//按位置删(pos==0 相当于头删   pos==length-1 相当于尾删（pos==length非法）)
bool no_head_Del_pos(struct Node **phead, int pos)
{
	assert(phead != NULL);
	assert(pos >=0 && pos<no_head_Get_length(phead));

	if(no_head_IsEmpty(phead))
	{
		return false;
	}
	if(pos == 0)
	{
		return no_head_Del_head(phead);
	}

	struct Node *q = *phead;
	for(int i=1; i<pos; i++)
	{
		q = q->next;
	}
	struct Node *p = q->next;

	q->next = p->next;
	free(p);

	return true;
}
//按值删
bool no_head_Del_val(struct Node **phead, ELEM_TYPE val)
{
	if((*phead)->data  == val)//判断首元素的值  如果  == val
	{
		return no_head_Del_head(phead);
	}

	struct Node *p = no_head_Search(phead, val);
	if(p == NULL)
	{
		return false;
	}
	
	//此时  p指向待删除节点
	//q应该指向p的上一个节点
	struct Node *q = *phead;
	for(q; q->next!=p; q=q->next);//存在一个bug：如果要删除的值就是首元素的值,这时，q没有合适的位置去指向

	q->next = p->next;
	free(p);
	return true;

}

//获取值位置  （如果val值存在， 则返回其地址  不然返回NULL）
struct Node* no_head_Search(struct Node **phead, ELEM_TYPE val)
{
	for(struct Node *p = *phead; p!=NULL; p=p->next)
	{
		if(p->data == val)
		{
			return p;
		}
	}
	return NULL;
}

//判空
bool no_head_IsEmpty(struct Node **phead)
{
	//assert

	return *phead == NULL;
}

//判满  单链表不存在满这个概念

//获取单链表有效数据节点个数
int no_head_Get_length(struct Node **phead)
{
	int count = 0;
	for(struct Node *p = *phead; p!=NULL; p=p->next)
	{
		count++;
	}
	return count;
}

//清空  相当于直接调用销毁
void no_head_Clear(struct Node **phead)
{
	no_head_Destroy(phead);
}

//销毁1（malloc申请来的空间 全部释放掉）
void no_head_Destroy(struct Node **phead)
{
	//assert

	while(*phead != NULL)
	{
		struct Node *p = *phead;
		*phead = p->next;
		free(p);
	}

	*phead = NULL;
}

//销毁2
void no_head_Destroy2(struct Node **phead)
{
	//assert
	struct Node *p = *phead;
	struct Node *q;

	*phead = NULL;

	while(p!=NULL)
	{
		q = p->next;
		free(p);
		p = q;
	}
}

//打印
void no_head_Show(struct Node **phead)
{
	//assert
	for(struct Node*p = *phead; p!=NULL; p=p->next)
	{
		printf("%d ", p->data);
	}
	printf("\n");
}

最后在主函数中测试一下

#include <stdio.h>
#include "assert.h"
#include <stdlib.h>
#include <vld.h>
//#include "sqlist.h"
//#include "Dsqlist.h"
//#include "list.h"
#include "no_head_list.h"

//不带头结点的单链表测试用例
int main()
{
	struct Node* head;
	no_head_Init_list(&head);

	for(int i=0; i<20; i++)
	{
		no_head_Insert_pos(&head, i, i+1);
	}
	no_head_Show(&head);

	no_head_Insert_head(&head, 100);
	no_head_Insert_tail(&head, 200);
	no_head_Show(&head);
	printf("length = %d\n", no_head_Get_length(&head));

	no_head_Del_head(&head);
	no_head_Del_tail(&head);
	no_head_Show(&head);

	no_head_Del_pos(&head, 4);
	no_head_Del_val(&head, 14);
	no_head_Show(&head);

	printf("length = %d\n", no_head_Get_length(&head));

	//Destroy(&head);
	no_head_Destroy2(&head);
	//printf("%d\n", sizeof(struct Node));

	return 0;

	return 0;
}

标签：Node,结点,单链,struct,no,head,next,phead,数据结构
来源： https://blog.csdn.net/hi332516_1/article/details/122549317

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