C语言实现通用链表初步(一)
注意:本文讨论的是无头单向非循环链表。
假设不采用Linux内核链表的思路,怎样用C语言实现通用链表呢?
一种常用的做法是:
typedef int element_t;
struct node_info
{
element_t data;
struct node_info *next;
};
其实这样的链表算不上通用,因为无法同时使用不同的数据类型。参考网友的思路,以上可以改为下面的定义:
//无头非循环单向链表 struct node_info { void *data; struct node_info *next; };
先看看头文件:
#pragma once //无头非循环单向链表 struct node_info { void *data; struct node_info *next; }; struct student { char name[20]; unsigned char age; };//for test struct slist_info { struct node_info *first; //指向第一个节点 void (*insert_head)(void *one_data, struct slist_info *info);//头插 int (*del)(struct node_info *node, struct slist_info *info);//删除节点 struct node_info* (*find)(struct slist_info *info, int(*compare)(void *dest,void *key),void *key); //这里的compare是回调函数,由用户提供 void (*for_each)(const struct slist_info *info, void (*todo)(void *one_data));//遍历,todo是回调函数 void (*for_each_safe)(const struct slist_info *info, void (*todo)(void *one_data));//安全遍历(觉得在这里这个方法意义不大) void (*invert)(struct slist_info *info);//反转链表 int (*is_dead_loop)(struct slist_info *info);//判断是否有死环,是返回1,不是返回0 }; #define slist_is_empty(info) ((info)->first == NULL) //链表是否为空 //构造和析构 void slist_init(struct slist_info *info); void slist_destroy(struct slist_info *info);
与这个链表相关的操作如下。
1.插入元素(头插法)
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <assert.h> #include "slist.h" /*无头非循环单链表*/ static void slist_insert_head(void *one_data, struct slist_info *info) {//头插法 assert(one_data != NULL && info != NULL); struct node_info *node = (struct node_info *)malloc(sizeof(struct node_info));//分配内存 assert(node!=NULL); node->data = one_data;//注意,这里只是简单地把指针指向用户的数据,并没有把用户数据复制过来 if (slist_is_empty(info)) {//1.空链表 info->first = node; node->next = NULL; }else { //2. 非空 node->next = info->first; info->first = node; } }
2.遍历
static void slist_for_each(const struct slist_info *info, void (*todo)(void *one_data)) { assert(info != NULL && todo != NULL); struct node_info *cur = NULL; for (cur = info->first; cur != NULL; cur = cur->next) { todo(cur->data); } } static void slist_for_each_safe(const struct slist_info *info, void (*todo)(void *one_data)) { assert(info != NULL && todo != NULL); struct node_info *cur = NULL; struct node_info *Next = NULL; for (cur = info->first; cur != NULL; cur = Next) { Next = cur->next;//Next保存了下一个节点,如果这个节点被删除了,那么下一个节点还可以找到 todo(cur->data); } }
3.反转(面试的时候,有可能会问到,直接背过好了!)
static void slist_invert(struct slist_info *info) { assert(info != NULL); struct node_info *Cur = NULL; struct node_info *Prev = NULL; struct node_info *Next = NULL; //1.移动Next 2.反向 3.移动Prev 4.移动Cur for (Cur = info->first; Cur != NULL; Cur = Next) { Next = Cur->next; Cur->next = Prev; Prev = Cur; } //修改头指针,指向首节点 info->first = Prev; }
4.查找
struct node_info *slist_find(struct slist_info *info,int(*compare)(void *dest,void *key),void *key) { assert(info != NULL && compare != NULL); struct node_info *cur = NULL; for (cur = info->first; cur != NULL; cur = cur->next) { if(compare(cur->data,key)==1)//回调函数,把链表中的每一个数据和用户传入的关键字做比较,符合条件返回1 return cur;//返回节点的地址给用户 } return NULL;//没有找到返回空指针 }
注意,这里的第三个参数(关键字)也是用户传进来的。
5.构造和析构
void slist_init(struct slist_info *info) { //空链表, 第一个节点为NULL info->first = NULL; info->insert_head = slist_insert_head; info->del = slist_del; info->find = slist_find; info->invert = slist_invert; info->is_dead_loop = slist_is_dead_loop; info->for_each = slist_for_each; info->for_each_safe = slist_for_each_safe; } void slist_destroy(struct slist_info *info) { if(!slist_is_empty(info)) { struct node_info *cur = NULL; struct node_info *Next = NULL; for (cur = info->first; cur != NULL; cur = Next) { Next = cur->next;//Next保存了下一个节点,如果这个节点被删除了,那么下一个节点还可以找到 free(cur);//释放每个节点占用的内存 } } }
细心的读者会发现,好像有的函数没有实现啊。下一篇博文我们再讨论!