C语言链表的建立和基本运算.docx
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C语言链表的建立和基本运算
malloc函数
malloc函数的原型为:
void*malloc（unsignedintsize）
其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。
其参数是一个无符号整形数,返回值是一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。
还有一点必须注意的是,当函数未能成功分配存储空间（如内存不足）就会返回一个NULL指针。
所以在调用该函数时应该检测返回值是否为NULL并执行相应的操作。
下例
是一个动态分配的程序:
#include
#include
main（）
{
intcount,*array;/*count是一个计数器,array是一个整型指针,也可以理解为指向一个整型数组的首地址*/
if（（array（int*）malloc（10*sizeof（int）））==NULL）
{
printf（"不能成功分配存储空间。
"）;
exit
（1）;
}
for（count=0;count〈10;count++）/*给数组赋值*/
array[count]=count;
for（count=0;count〈10;count++）/*打印数组元素*/
printf（"%2d",array[count]）;
}
上例中动态分配了10个整型存储区域,然后进行赋值并打印。
例中if（（array（int*）malloc（10*sizeof（int）））==NULL）语句可以分为以下几步:
1）分配10个整型的连续存储空间,并返回一个指向其起始地址的整型指针
2）把此整型指针地址赋给array
3）检测返回值是否为NULL
一、单链表的建立
有了动态内存分配的基础,要实现链表就不难了。
所谓链表,就是用一组任意的存储单元存储线性表元素的一种数据结构。
链表又分为单链表、双向链表和循环链表等。
我们先讲讲单链表。
所谓单链表,是指数据接点是单向排列的。
一个单链表结点,其结构类型分为两部分:
1、数据域:
用来存储本身数据
2、链域或称为指针域:
用来存储下一个结点地址或者说指向其直接后继的指针。
例:
typedefstructnode
{
charname[20];
structnode*link;
}stud;
这样就定义了一个单链表的结构,其中charname[20]是一个用来存储姓名的字符型数组,指针*link是一个用来存储其直接后继的指针。
定义好了链表的结构之后,只要在程序运行的时候爱数据域中存储适当的数据,如有后继结点,则把链域指向其直接后继,若没有,则置为NULL。
下面就来看一个建立带表头（若未说明,以下所指链表均带表头）的单链表的完整程序。
#include
#include/*包含动态内存分配函数的头文件*/
#defineN10/*N为人数*/
typedefstructnode
{
charname[20];
structnode*link;
}stud;
stud*creat（intn）/*建立单链表的函数,形参n为人数*/
{
stud*p,*h,*s;/**h保存表头结点的指针,*p指向当前结点的前一个结点,*s指向当前结点*/
inti;/*计数器*/
if（（h=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）/*分配空间并检测*/
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
h->name[0]='\0';/*把表头结点的数据域置空*/
h->link=NULL;/*把表头结点的链域置空*/
p=h;/*p指向表头结点*/
for（i=0;i{
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）/*分配新存储空间并检测*/
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
p->link=s;/*把s的地址赋给p所指向的结点的链域,这样就把p和s所指向的结点连接起来了*/
printf（"请输入第%d个人的姓名",i+1）;
scanf（"%s",s->name）;/*在当前结点s的数据域中存储姓名*/
s->link=NULL;
p=s;
}
return（h）;
}
main（）
{
intnumber;/*保存人数的变量*/
stud*head;/*head是保存单链表的表头结点地址的指针*/
number=N;
head=creat（number）;/*把所新建的单链表表头地址赋给head*/
}
这样就写好了一个可以建立包含N个人姓名的单链表了。
写动态内存分配的程序应注意,请尽量对分配是否成功进行检测。
二、单链表的基本运算
1
对单链表进行查找的思路为:
对单链表的结点依次扫描,检测其数据域是否是我们所要查好的值,若是返回该结点的指针,否则返回NULL。
因为在单链表的链域中包含了后继结点的存储地址,所以当我们实现的时候,只要知道该单链表的头指针,即可依次对每个结点的数据域进行检测。
以下是应用查找算法的一个例子:
#include
#include
#include/*包含一些字符串处理函数的头文件*/
#defineN10
typedefstructnode
{
charname[20];
structnode*link;
}stud;
stud*creat（intn）/*建立链表的函数*/
{
stud*p,*h,*s;
inti;
if（（h=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
h->name[0]='\0';
h->link=NULL;
p=h;
for（i=0;i{
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
p->link=s;
printf（"请输入第%d个人的姓名",i+1）;
scanf（"%s",s->name）;
s->link=NULL;
p=s;
}
return（h）;
}
stud*search（stud*h,char*x）/*查找链表的函数,其中h指针是链表的表头指针,x指针是要查找的人的姓名*/
{
stud*p;/*当前指针,指向要与所查找的姓名比较的结点*/
char*y;/*保存结点数据域内姓名的指针*/
p=h->link;
while（p!
=NULL）
{
y=p->name;
if（strcmp（y,x）==0）/*把数据域里的姓名与所要查找的姓名比较,若相同则返回0,即条件成立*/
return（p）;/*返回与所要查找结点的地址*/
elsep=p->link;
}
if（p==NULL）
printf（"没有查找到该数据!
"）;
}
main（）
{
intnumber;
charfullname[20];
stud*head,*searchpoint;/*head是表头指针,searchpoint是保存符合条件的结点地址的指针*/
number=N;
head=creat（number）;
printf（"请输入你要查找的人的姓名:
"）;
scanf（"%s",fullname）;
searchpoint=search（head,fullname）;/*调用查找函数,并把结果赋给searchpoint指针*/
}
2
假设在一个单链表中存在2个连续结点p、q（其中p为q的直接前驱）,若我们需要在p、q之间插入一个新结点s,那么我们必须先为s分配空间并赋值,然后使p的链域存储s的地址,s的链域存储q的地址即可。
（p->link=s;s->link=q）,这样就完成了插入操作。
下例是应用插入算法的一个例子
#include
#include
#include
#defineN10
typedefstructnode
{
charname[20];
structnode*link;
}stud;
stud*creat（intn）/*建立单链表的函数*/
{
stud*p,*h,*s;
inti;
if（（h=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
h->name[0]='\0';
h->link=NULL;
p=h;
for（i=0;i{
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
p->link=s;
printf（"请输入第%d个人的姓名:
",i+1）;
scanf（"%s",s->name）;
s->link=NULL;
p=s;
}
return（h）;
}
stud*search（stud*h,char*x）/*查找函数*/{
stud*p;
char*y;
p=h->link;
while（p!
=NULL）
{
y=p->name;
if（strcmp（y,x）==0）
return（p）;
elsep=p->link;
}
if（p==NULL）
printf（"没有查找到该数据!
"）;
}
voidinsert（stud*p）/*插入函数,在指针p后插入*/{
charstuname[20];
stud*s;/*指针s是保存新结点地址的*/
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
printf（"请输入你要插入的人的姓名:
"）;
scanf（"%s",stuname）;
strcpy（s->name,stuname）;/*把指针stuname所指向的数组元素拷贝给新结点的数据域*/
s->link=p->link;/*把新结点的链域指向原来p结点的后继结点*/
p->link=s;/*p结点的链域指向新结点*/
}
main（）
{
intnumber;
charfullname[20];/*保存输入的要查找的人的姓名*/
stud*head,*searchpoint;
number=N;
head=creat（number）;/*建立新链表并返回表头指针*/
printf（"请输入你要查找的人的姓名:
"）;
scanf（"%s",fullname）;
searchpoint=search（head,fullname）;/*查找并返回查找到的结点指针*/insert（searchpoint）;/*调用插入函数*/
}
假如我们已经知道了要删除的结点p的位置,那么要删除p结点时只要令p结点的前驱结点的链域由存储p结点的地址该为存储p的后继结点的地址,并回收p结点即可。
以下便是应用删除算法的实例:
#include
#include
#include
#defineN10
typedefstructnode
{
charname[20];
structnode*link;
}stud;
stud*creat（intn）/*建立新的链表的函数*/
{
stud*p,*h,*s;
inti;
if（（h=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
h->name[0]='\0';
h->link=NULL;
p=h;
for（i=0;i{
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）
{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
p->link=s;
printf（"请输入第%d个人的姓名",i+1）;
scanf（"%s",s->name）;
s->link=NULL;
p=s;
}
return（h）;
}
stud*search（stud*h,char*x）/*查找函数*/
{
stud*p;
char*y;
p=h->link;
while（p!
=NULL）
{
y=p->name;
if（strcmp（y,x）==0）
return（p）;
elsep=p->link;
}
if（p==NULL）
printf（"没有查找到该数据!
"）;
}
stud*search2（stud*h,char*x）/*另一个查找函数,返回的是上一个查找函数的直接前驱结点的指针,*/
/*h为表头指针,x为指向要查找的姓名的指针*/
/*其实此函数的算法与上面的查找算法是一样的,只是多了一个指针s,并且s总是指向指针p所指向的结点的直接前驱,*/
/*结果返回s即是要查找的结点的前一个结点*/
{
stud*p,*s;
char*y;
p=h->link;
s=h;
while（p!
=NULL）
{
y=p->name;
if（strcmp（y,x）==0）
return（s）;
else
{
p=p->link;
s=s->link;
}
}
if（p==NULL）
printf（"没有查找到该数据!
"）;
}
voiddel（stud*x,stud*y）/*删除函数,其中y为要删除的结点的指针,x为要删除的结点的前一个结点的指针*/
{
stud*s;
s=y;
x->link=y->link;
free（s）;
}
main（）
{
intnumber;
charfullname[20];
stud*head,*searchpoint,*forepoint;
number=N;
head=creat（number）;
printf（"请输入你要删除的人的姓名:
"）;
scanf（"%s",fullname）;
searchpoint=search（head,fullname）;
forepoint=search2（head,fullname）;
del（forepoint,searchpoint）;
//创建data型结构,为生成链表做准备
structdata
{
intvalue;
data*next;
};
//对链表进行排列的函数
voidline（data*p,intn）
{inttemp,i,j;
data*tp;
for（i=0;ifor（j=0,tp=p;jnext）
{if（tp->value>tp->next->value）
{temp=tp->next->value;
tp->next->value=tp->value;
tp->value=temp;
}
}
}
以上是冒泡法对链表排序的例子;
//输出答案的函数
voidanswer（data*p）
{
while（p!
=NULL）
{
cout<value<p=p->next;
}
}
以上是遍历链表的函数p是链表的头指针
在这里列举了一个应用单链表基本算法的综合程序。
#include
#include
#include
#defineN10
typedefstructnode
{
charname[20];
structnode*link;
}stud;
stud*creat（intn）
{
stud*p,*h,*s;
inti;
if（（h=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
h->name[0]='\0';
h->link=NULL;
p=h;
for（i=0;i{
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
p->link=s;
printf（"请输入第%d个人的姓名",i+1）;scanf（"%s",s->name）;
s->link=NULL;
p=s;
}
return（h）;
}
stud*search（stud*h,char*x）
{
stud*p;
char*y;
p=h->link;
while（p!
=NULL）
{
y=p->name;
if（strcmp（y,x）==0）
return（p）;
elsep=p->link;
}
if（p==NULL）
printf（"没有查找到该数据!
"）;
}
stud*search2（stud*h,char*x）
{
stud*p,*s;
char*y;
p=h->link;
s=h;
while（p!
=NULL）
{
y=p->name;
if（strcmp（y,x）==0）
return（s）;
else
{
p=p->link;
s=s->link;
}
}
if（p==NULL）
printf（"没有查找到该数据!
"）;
}
voidinsert（stud*p）
{
charstuname[20];
stud*s;
if（（s=（stud*）malloc（sizeof（stud）））==NULL）{
printf（"不能分配内存空间!
"）;
exit（0）;
}
printf（"\n请输入你要插入的人的姓名:
"）;scanf（"%s",stuname）;
strcpy（s->name,stuname）;
s->link=p->link;
p->link=s;
voiddel（stud*x,stud*y）
{
stud*s;
s=y;
x->link=y->link;
free（s）;
}
voidprint（stud*h）
{
stud*p;
p=h->link;
printf（"数据信息为:
\n"）;
while（p!
=NULL）
{
printf（"%s",&*（p->name））;
p=p->link;
}
}
voidquit（）
{
exit（0）;
}
voidmenu（void）
{
clrscr（）;
printf（"\t\t\t单链表C语言实现实例\n"）;
printf（"\t\t|————————————————|\n"）;printf（"\t\t||\n"）;
printf（"\t\t|[1]建立新表|\n"）;
printf（"\t\t|[2]查找数据|\n"）;
printf（"\t\t|[3]插入数据|\n"）;
printf（"\t\t|[4]删除数据|\n"）;
printf（"\t\t|[5]打印数据|\n"）;
printf（"\t\t|[6]退出|\n"）;
printf（"\t\t||\n"）;
printf（"\t\t|如未建立新表,请先建立!
|\n"）;
printf（"\t\t||\n"）;
printf（"\t\t|————————————————|\n"）;printf（"\t\t请输入你的选项（1-6）:
"）;
main（）
{
intchoose;
stud*head,*searchpoint,*forepoint;
charfullname[20];
while
（1）
{
menu（）;
scanf（"%d",&choose）;
switch（choose）
{
case1:
head=creat（N）;
break;
case2:
printf（"输入你所要查找的人的姓名:
"）;
scanf（"%s",fullname）;
searchpoint=search（head,fullname）;
printf（"你所查找的人的姓名为:
%s",*&searchpoint->name）;printf（"\n按回车键回到主菜单。
"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case3:
printf（"输入你要在哪个人后面插入:
"）;
scanf（"%s",fullname）;
searchpoint=search（head,fullname）;
printf（"你所查找的人的姓名为:
%s",*&searchpoint->name）;insert（searchpoint）;
print（head）;
printf（"\n按回车键回到主菜单。
"）;
getchar（）;getchar（）;
break;
case4:
print（head）;
printf（"\n输入你所要删除的人的姓名:
"）;
scanf（"%s",fullname）;
searchpoint=search（head,fullname）;
forepoint=search2（head,fulln
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