双链表的基本操作---插入，删除，交，并，相邻元素的交换，不相邻元素的交换 - 新爱代

这个链表是带有表头的双链表。实现链表的一些规范操作，初始化，插入，删除等。包括两个头文件list.h，fatal.h，库函数list.c，测试函数testlist.c。头文件放的都是函数声明，库函数list.c放的的函数的定义。

头文件list.h

 1 typedef int ElementType;
 2 #ifndef _List_H
 3 struct Node;
 4 typedef struct Node *PtrToNode;
 5 typedef PtrToNode List;
 6 typedef PtrToNode Position;
 7 #include<stdbool.h>
 8 List MakeEmpty(List L);
 9 void DeleteList(List L);
10 bool IsEmpty(List L);
11 bool IsLast(Position P, List L);
12 Position Find(ElementType X, List L);
13 void Delete(ElementType X, List L);
14 void Insert(ElementType X, List L,Position P);
15 Position Header(List L);
16 Position First(List L);
17 Position Advance(Position P);
18 Position Front(Position P);
19 ElementType Retrieve(Position P);
20 void PrintList(const List L);
21 void PrintLots(List L, List P);
22 void SwapWithNext(Position P, List L);
23 void SwapWithNoNext(Position P1,Position P2, List L);
24 List IntersectList(List L, List P);
25 List UnionList(Position L, Position P);
26 #endif // !_List_H

头文件fatal.h：

1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #define Error(Str) FatalError(Str)
4 #define FatalError(Str) fprintf(stderr,"%s\n",Str),exit(1);

库函数list.c：

//引用头文件
#include "list.h"
#include<stdlib.h>
#include "fatal.h"

//结构体定义，一个前指针Pre和一个后指针Next
struct Node
{
    ElementType Element;
    Position Next;
    Position Prev;
};

//初始化链表
List MakeEmpty(List L)
{
    if (L != NULL)
        DeleteList(L);
    L = malloc(sizeof(struct Node));
    if (L == NULL)
        FatalError("Out of memory!");
    L->Next = NULL;
    L->Prev = L;
    return L;
}

//删除链表
void DeleteList(List L)
{
    Position P, Temp;
    P = L->Next;
    L->Next = NULL;
    while (P != NULL)
    {
        Temp = P->Next;
        free(P);
        P = Temp;
    }
}

//判断链表是否为空
bool IsEmpty(List L)
{
    return L->Next == NULL;
}

//判断当前指针P是否指向链表最后一个元素
bool IsLast(Position P, List L)
{
    return P->Next == NULL;
}

//在链表中找元素X，如果返回是NULL说明没找到
Position Find(ElementType X, List L)
{
    Position P;
    P = L->Next;
    while (P != NULL && P->Element != X)
        P = P->Next;
    return P;
}

//删除链表中的元素X，若返回NULL，说明在链表中没找到元素X
void Delete(ElementType X, List L)
{
    Position P;
    P = Find(X, L);//if P==NULL，说明没找到
    if (P != NULL)//当P不是空指针，说明找到了
    {
        if (!IsLast(P, L))
        {
            P->Prev->Next = P->Next;
            P->Next->Prev = P->Prev;
            free(P);
        }
        else //最后一个结点特殊处理，最后一个结点p->next无prev
        {
            P->Prev->Next = NULL;
            free(P);
        }
    }

}

//插入元素X到位置P后面
void Insert(ElementType X, List L, Position P)
{
    Position  TmpCell;
    TmpCell = malloc(sizeof(struct Node));
    if (TmpCell == NULL)
        FatalError("Out of Space!!!");
    TmpCell->Element = X;

    TmpCell->Next = P->Next;
    P->Next = TmpCell;
    TmpCell->Prev = P;
}

//获取链表头
Position Header(List L)
{
    return L;
}

//获取链表第一个元素的位置
Position First(List L)
{
    return L->Next;
}

//获取位置P的下（后）一个位置
Position Advance(Position P)
{
    return P->Next;
}

//获取位置P的上（前）一个位置
Position Front(Position P)
{
    return P->Prev;
}

//提取位置P处结构里面的值
ElementType Retrieve(Position P)
{
    return P->Element;
}

//打印链表
void PrintList(const List L)
{
    Position P = Header(L);
    if (IsEmpty(L))
        printf("Empty list\n");
    else
    {
        do
        {
            P = Advance(P);
            printf("%d ", Retrieve(P));
        } while (!IsLast(P, L));
        printf("\n");
    }
}

//打印链表L中那些由P所指定的位置上的元素。例如P=1，3，4，6，将L
//中的第1，第3，第4，第6个元素打印出来
void PrintLots(List L, List P)
{
    int count = 1;
    Position Lpos, Ppos;
    Lpos = First(L);
    Ppos = First(P);
    while (Lpos != NULL&&Ppos != NULL)
    {
        if (Ppos->Element == count++)
        {
            printf("%d ", Ppos->Element);
            Ppos = Advance(Ppos);
        }
        Lpos = Advance(Lpos);
    }


}

//通过只调整指针来交换两个相邻的元素，P是要调换两个元素中的前一
//个指针
void SwapWithNext(Position P, List L)
{
    Position AfterP;//AfterP是后一个指针
    if (P != NULL)
    {
        AfterP = Advance(P);
        if (AfterP != NULL)//下面总共六条语句动六根线（除去if），
//前两条动P的一个节点，接下来两条语句动AfterP的后一个节点，最后两条
//语句动P和AfterP两个节点
        {
            P->Prev->Next = AfterP;//先调换P的前一个节点的
//next，让它指向AfterP
            AfterP->Prev = P->Prev;//再让AfterP的前节点指向P
//的前一个节点，这样P的前一个节点就指向好了
            if (Advance(AfterP) != NULL)//为了防止After是尾指
//针，如果After是尾指针,则AfterP->Next=NULL，没有前节点，就什么
//都不做
                AfterP->Next->Prev = P; // 让AfterP的后一个
//节点的前节点改为指向P；
            P->Next = AfterP->Next;//P的Next指向AfterP的下一
//个节点
            AfterP->Next = P;//AfterP的下一个节点指向P；
            P->Prev = AfterP;//P的前节点指向After;
        }
    }
}

//通过只调整指针来交换两个不相邻的元素p1和p2
void SwapWithNoNext(Position P1, Position P2, List L)//p1在前，p2
//在后
{
    Position P1f, P1b, P2f, P2b;//构造四个中间变量,清晰
    P1f = P1->Prev;
    P1b = P1->Next;
    P2f = P2->Prev;
    P2b = P2->Next;
    //八条语句
    P1f->Next = P2;
    P2->Prev = P1f;
    P2->Next = P1b;
    P1b->Prev = P2;
    P2f->Next = P1;
    P1->Prev = P2f;
    P1->Next = P2b;
    if (P2b!=NULL)//如果P2b=NULL,就没有前指针Prev
      P2b->Prev = P1;
}

//求两个链表的交集
List IntersectList(List L1, List L2)
{
    List ResultList;
    Position L1Pos, L2Pos, ResultPos;
    ResultList = MakeEmpty(NULL);
    L1Pos = First(L1);
    L2Pos = First(L2);
    ResultPos = Header(ResultList);
    while (L1Pos != NULL&&L2Pos != NULL)
    {
        if (L1Pos->Element < L2Pos->Element)
            L1Pos = Advance(L1Pos);
        else if (L1Pos->Element > L2Pos->Element)
            L2Pos = Advance(L2Pos);
        else
        {
            Insert(L1Pos->Element, ResultList, ResultPos);
            ResultPos = Advance(ResultPos);
            L1Pos = Advance(L1Pos);
            L2Pos = Advance(L2Pos);
        }
    }
    return ResultList;
}

//求两个链表的并集
List UnionList(Position L1, Position L2)
{
    List ResultList;
    ElementType InsertElement;
    Position L1Pos, L2Pos, ResultPos;
    ResultList = MakeEmpty(NULL);
    L1Pos = First(L1);
    L2Pos = First(L2);
    ResultPos = Header(ResultList);
    while (L1Pos != NULL&&L2Pos != NULL)
    {
        if (L1Pos->Element < L2Pos->Element)
        {
            InsertElement = L1Pos->Element;
            L1Pos = Advance(L1Pos);
        }
        else if (L1Pos->Element > L2Pos->Element)
        {
            InsertElement = L2Pos->Element;
            L2Pos = Advance(L2Pos);
        }
        else
        {
            InsertElement = L1Pos->Element;
            L1Pos = Advance(L1Pos);
            L2Pos = Advance(L2Pos);
        }
        Insert(InsertElement, ResultList, ResultPos);
        ResultPos = Advance(ResultPos);
    }
    while (L1Pos != NULL)
    {
        Insert(L1Pos->Element, ResultList, ResultPos);
        ResultPos = Advance(ResultPos);
        L1Pos = Advance(L1Pos);
    }
    while (L2Pos != NULL)
    {
        Insert(L2Pos->Element, ResultList, ResultPos);
        ResultPos = Advance(ResultPos);
        L2Pos = Advance(L2Pos);
    }
    return ResultList;
}

测试函数testlist.c

 1 #include<stdio.h>
 2 #include "list.h"
 3 main()
 4 {
 5     List L,L1;
 6     Position P,P1;
 7     int i;
 8     L = MakeEmpty(NULL);
 9     P = Header(L);
10     PrintList(L);
11 
12     L1 = MakeEmpty(NULL);
13     P1 = Header(L1);
14     PrintList(L1);
15 
16 
17     for (i = 0; i < 50; i+=1)
18     {
19         Insert(i, L, P);
20         //PrintList(L);
21         P = Advance(P);
22     }
23     PrintList(L);
24     printf("\n");
25     for (i = 1; i < 100; i+=3)
26     {
27         Insert(i, L1, P1);
28         //PrintList(L);
29         P1 = Advance(P1);
30     }
31     PrintList(L1);
32     printf("\n");
33 
34     PrintList(IntersectList(L, L1));
35     printf("\n");
36     PrintList(UnionList(L, L1));
37     //PrintLots(L, L1);
38 
39     //SwapWithNext(Advance(Advance(Advance(L))),L);//换头两个元素
40     //SwapWithNoNext(Advance(L), Advance(Advance(Advance(Advance(L)))),L);
41     //for (i = 0; i < 10; i += 2)
42     //    Delete(i, L);
43     //for (i = 0; i < 10; i++)
44     //{
45     //    if ((i % 2 == 0) == (Find(i, L) != NULL))
46     //        printf("Find fails\n");
47     //}
48     //printf("Finished deletions\n");
49     //PrintList(L);
50     DeleteList(L);
51     DeleteList(L1);
52     return 0;
53 }

posted on 2016-12-23 21:28 新爱代阅读(1458) 评论(0) 编辑收藏举报

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