C语言版本：单链表的实现（优化版本）
未优化版本：http://www.cnblogs.com/duwenxing/p/7569376.html
slist.h
1 #ifndef __SLIST_H__ 2 #define __SLIST_H__ 3 4 #include<cstdio> 5 #include<malloc.h> 6 #include<assert.h> 7 typedef int ElemType; 8 typedef struct Node { //定义单链表中的结点信息 9 ElemType data; //结点的数据域 10 struct Node *next; //结点的指针域 11 }Node,*PNode; 12 typedef struct List { //定义单链表的链表信息 13 PNode first; //first指向单链表中的第一个结点 14 PNode last; //last指向单链表中的最后一个结点 15 size_t size; //记录单链表中的结点个数 16 }List; 17 18 void InitList(List *list);//初始化单链表 19 void push_back(List *list, ElemType x);//在单链表的末尾插入元素 20 void push_front(List *list, ElemType x);//在单链表的头部插入元素 21 void show_list(List *list);//打印单链表 22 void pop_back(List *list);//删除单链表的最后一个元素 23 void pop_front(List *list);//删除单链表的第一个元素 24 void insert_val(List *list, ElemType val);//将数据元素插入到单链表中（要求此时单链表中的数据元素顺序排列） 25 Node* find(List *list, ElemType x);//查找单链表中数据值为x的结点 26 int length(List *list);//求单链表的长度 27 void delete_val(List *list, ElemType x);//按值删除单链表中的某个数据元素 28 void sort(List *list);//对单链表进行排序 29 void reverse(List *list);//逆置单链表 30 void clear(List *list);//清除单链表 31 void destroy(List *list);//摧毁单链表 32 33 //代码优化 34 Node* CreateNode(ElemType x); //创建一个单链表结点 35 Node* begin(List *list); //返回单链表的第一个结点 36 Node* end(List *list); //返回单链表中最后一个结点的下一个结点 37 void insert(List *list, Node *pos, ElemType x); //在单链表的特定位置（pos）插入新的结点 38 39 #endif //__SLIST_H__
slist.cpp
1 #include"slist.h" 2 3 void InitList(List *list) { 4 list->first = list->last = (Node*)malloc(sizeof(Node)); //头结点 5 assert(list->first != NULL); 6 list->first->next = NULL; 7 list->size = 0; 8 } 9 10 //push_back的优化 11 void push_back(List *list, ElemType x) { 12 insert(list, end(list), x); 13 } 14 15 //push_front的优化 16 void push_front(List *list, ElemType x) { 17 insert(list, begin(list), x); 18 } 19 20 void show_list(List *list) { 21 //step 1：指针p指向单链表的第一个结点 22 Node *p = list->first->next; 23 //step 2：循环打印结点的信息 24 while (p != NULL) { 25 printf("%d->", p->data); 26 p = p->next; 27 } 28 printf("Nul.\n"); 29 30 } 31 32 void pop_back(List *list) { 33 //step 1：判断单链表是否为空 34 if (list->size == 0) return; 35 //step 2：定义指针p使其指向目标结点的前一个结点 36 Node *p = list->first;//从头结点开始 37 while (p->next != list->last) 38 p = p->next; 39 //step 3：删除目标结点 40 free(list->last); 41 list->last = p; 42 list->last->next = NULL; 43 //step 4：更新单链表的长度 44 list->size--; 45 } 46 47 void pop_front(List *list) { 48 //step 1：判断单链表是否为空 49 if (list->size == 0) return; 50 //step 2：定义指针p使其指向目标结点的前一个结点 51 Node *p = list->first->next; 52 //step 3：删除目标结点 53 list->first->next = p->next; 54 free(p); 55 //step 4：判断删除的结点是否是单链表的最后一个结点，若是则更新单链表的尾指针 56 if (list->size == 1) 57 list->last = list->first; 58 //step 4：更新单链表的长度 59 list->size--; 60 } 61 62 //insert_val的优化 63 void insert_val(List *list, ElemType x) { 64 //step 1：创建一个新的结点 65 Node *s = CreateNode(x); 66 //step 2：定义指针p使其指向待插入位置的前一个结点 67 Node *p = list->first;//从头结点开始 68 while (p->next != NULL && p->next->data < s->data) 69 p = p->next; 70 //step 3：判断结点的待插入位置是否是表尾，若是则更新单链表的尾指针 71 if (p->next == NULL) 72 list->last = s; 73 //step 4：插入结点 74 s->next = p->next; 75 p->next = s; 76 //step 5：更新单链表长度 77 list->size++; 78 } 79 80 Node* find(List *list, ElemType x) { 81 //step 1：指针p指向单链表的第一个结点 82 Node *p = list->first->next; 83 //step 2：按照循环顺序查找链表结点 84 while (p != NULL && p->data != x) 85 p = p->next; 86 return p; 87 } 88 89 int length(List *list) { 90 return list->size; 91 } 92 93 void delete_val(List *list, ElemType x) { 94 //step 1：判断单链表是否为空 95 if (list->size == 0) return; 96 //step 2：确定结点在单链表中的位置，并判断其是否存在于单链表中 97 Node *p = find(list, x); 98 if (p == NULL) { 99 printf("要删除的数据不存在！\n"); 100 return; 101 } 102 //step 3：判断结点位置是否是表尾 103 if (p == list->last)//是表尾 104 pop_back(list); 105 else {//不是表尾 106 Node *q = p->next; 107 p->data = q->data; 108 p->next = q->next; 109 free(q); 110 list->size--; 111 } 112 } 113 114 void sort(List *list) { 115 //step 1：判断单链表中的结点数是否为0或1 116 if (list->size == 0 || list->size == 1) return; 117 //step 2：将单链表中第一个结点之后的链表部分截出，方便重新按顺序插入链表之中 118 Node *s = list->first->next; // 指针s指向单链表的第一个节点 119 Node *p = s->next;//q指向s后面的结点 120 list->last = s;//单链表的尾指针指向单链表的第一个结点 121 list->last->next = NULL;//截断链表 122 //step 3：将截出的链表中的结点根据其数据域大小重新插入到原来链表中 123 while (p != NULL) { 124 s = p; 125 p = p->next; 126 Node *q = list->first; 127 while (q->next != NULL && q->next->data < s->data) 128 q = q->next; 129 if (q->next == NULL)//判断q此时指向的是否是单链表的最后一个结点，若是则更新链表的尾指针 130 list->last = s; 131 //将结点重新插入链表 132 s->next = q->next; 133 q->next = s; 134 } 135 } 136 137 void reverse(List *list) { 138 //step 1：判断单链表中的结点数是否为0或1 139 if (list->size == 0 || list->size == 1) return; 140 //step 2：将单链表中第一个结点之后的链表部分截出，然后将截出的链表中的结点按头插法重新插入到原链表中 141 Node *p = list->first->next; 142 Node *q = p->next; 143 list->last = p; 144 list->last->next = NULL; 145 146 while (q != NULL) { 147 p = q; 148 q = q->next; 149 p->next = list->first->next; 150 list->first->next = p; 151 } 152 } 153 154 void clear(List *list) { 155 //step 1：判断单链表是否为空 156 if (list->size == 0) return; 157 //step 2：释放单链表中的每一个结点 158 Node *p = list->first->next; 159 while (p != NULL) { 160 list->first->next = p->next; 161 free(p); 162 p = list->first->next; 163 } 164 //step 3：头指针和尾指针重新都指向头结点 165 list->last = list->first; 166 //step 4：更新链表长度 167 list->size = 0; 168 } 169 170 void destroy(List *list) { 171 //step 1：清空单链表 172 clear(list); 173 //step 2：释放头结点 174 free(list->first); 175 //step 3：头指针和尾指针都赋值为空 176 list->first = list->last = NULL; 177 } 178 179 //优化 180 Node* CreateNode(ElemType x) { 181 Node *s = (Node*)malloc(sizeof(Node)); 182 assert(s != NULL); 183 s->data = x; 184 s->next = NULL; 185 return s; 186 } 187 188 Node* begin(List *list) { 189 return list->first->next; 190 } 191 192 Node* end(List *list) { 193 return list->last->next; 194 } 195 196 void insert(List *list, Node *pos, ElemType x) { 197 //step 1：创建一个新的结点 198 Node *s = CreateNode(x); 199 //step 2：确定带插入位置 200 Node *p = list->first; 201 while (p->next != pos) 202 p = p->next; 203 //step 3：插入结点 204 s->next = p->next; 205 p->next = s; 206 //step 4：判断结点是否插入到链表的表尾，若是则更新单链表的表尾指针 207 if (pos == NULL) 208 list->last = s; 209 //step 5：更新单链表长度 210 list->size++; 211 }
main.cpp
1 #include"slist.h" 2 3 void main() { 4 List mylist; 5 InitList(&mylist); 6 7 ElemType item; 8 Node *p = NULL; 9 int select = 1; 10 while (select) { 11 printf("*******************************************\n"); 12 printf("*[1] push_back [2] push_front *\n"); 13 printf("*[3] show_list [4] pop_back *\n"); 14 printf("*[5] pop_front [6] insert_val *\n"); 15 printf("*[7] find [8] length *\n"); 16 printf("*[9] delete_val [10] sort *\n"); 17 printf("*[11] reverse [12] clear *\n"); 18 printf("*[13*] destroy [0] quit_system *\n"); 19 printf("*******************************************\n"); 20 printf("请选择：>>"); 21 scanf("%d", &select); 22 if (select == 0) break; 23 switch (select) { 24 case 1: 25 printf("请输入要插入的数据（-1结束）:>"); 26 while (scanf("%d", &item), item != -1) { 27 push_back(&mylist, item); 28 } 29 break; 30 case 2: 31 printf("请输入要插入的数据（-1结束）:>"); 32 while (scanf("%d", &item), item != -1) { 33 push_front(&mylist, item); 34 } 35 break; 36 case 3: 37 show_list(&mylist); 38 break; 39 case 4: 40 pop_back(&mylist); 41 break; 42 case 5: 43 pop_front(&mylist); 44 break; 45 case 6: 46 printf("请输入要插入的数据:>"); 47 scanf("%d", &item); 48 insert_val(&mylist, item); 49 break; 50 case 7: 51 printf("请输入要查找的数据:>"); 52 scanf("%d", &item); 53 p = find(&mylist, item); 54 if (p == NULL) 55 printf("要查找的数据在单链表中不存在！\n"); 56 break; 57 case 8: 58 printf("单链表的长度为%d\n", length(&mylist)); 59 break; 60 case 9: 61 printf("请输入要删除的值:>"); 62 scanf("%d", &item); 63 delete_val(&mylist, item); 64 break; 65 case 10: 66 sort(&mylist); 67 break; 68 case 11: 69 reverse(&mylist); 70 break; 71 case 12: 72 clear(&mylist); 73 break; 74 //case 13: 75 //destroy(&mylist); 76 //break; 77 default: 78 printf("选择错误,请重新选择！\n"); 79 break; 80 } 81 } 82 destroy(&mylist); //程序结束，摧毁链表 83 }
