无头单链表,有完整测试程序

无头单链表

无头单链表的所有结点都存储有效信息
无头单链表相对带头单链表,在有些涉及更改头节点的函数上需要传二级指针

头文件list.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
typedef int SLTDataType;
typedef struct SLTNode {
	SLTDataType data;
	struct SLTNode* next;
}SLTNode;

void SLTPrint(SLTNode* phead);
SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x);
void Destroy_Method1(SLTNode** pphead);
void Destroy_Method2(SLTNode** pphead);

//查
SLTNode* FindBySerialNumber(SLTNode* phead, int n);
SLTNode* FindByContent(SLTNode* phead, SLTDataType x);
//改
void ModefyNodeBySerialNumber(SLTNode* phead, int n, SLTDataType x);
void ModifyNodeByContent(SLTNode* phead, SLTDataType x1, SLTDataType x2);
//增
void PushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
void PushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);

void InsertFrontBySerialNumber(SLTNode** pphead, int n, SLTDataType x);
void InsertFrontByAddress(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
void InsertFrontByContent(SLTNode** pphead, SLTDataType x1, SLTDataType x2);

void InsertBackBySerialNumber(SLTNode** pphead, int n, SLTDataType x);
void InsertBackByAddress(SLTNode* pos, SLTDataType x);
void InsertBackByContent(SLTNode* pphead, SLTDataType x1, SLTDataType x2);
//删
void PopFront(SLTNode** pphead);
void PopBack(SLTNode** pphead);

void DeleteFrontNode(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
void DeleteNode(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
void DeleteAfterNode(SLTNode* pos);

//测试
SLTNode* testPush_Front_Back();
void testInsertFront();
void testInsertBack();
void testPop();

函数实现list.c

辅助操作函数

打印链表函数

//辅助操作(打印链表,动态申请节点)
//打印链表
void SLTPrint(SLTNode* phead) {
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur) {//当指针不为空时进入循环
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

创建节点,销毁链表函数

创建节点函数

//2.动态申请一个节点
SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x) {
	//1.用malloc动态申请一个结点的空间
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	//2.判断是否申请成功,申请失败直接退出程序
	if (newnode == NULL) {
		perror("mallocfail");
		exit(-1);
	}
	//3.给结点的数据域赋值为x,给指针域赋值为NULL
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	//4.返回节点的地址
	return newnode;
}

销毁链表函数

法1:先保留头节点,把后面的删完,最后删头结点

//销毁链表
//法1:先保留头节点,把后面的删完,最后删头结点
void Destroy_Method1(SLTNode** pphead) {
	//链表为空,无需删除
	assert(pphead);
	//先删后面,最后删头
	while ((*pphead)->next) {
		SLTNode* next = (*pphead)->next;
		(*pphead)->next = next->next;
		free(next);
	}
	free(*pphead);
}

法2:从头往后删,头节点的值一直更新

//法2:从头往后删,头节点的值一直更新
void Destroy_Method2(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	SLTNode* cur = *pphead;
	while (cur) {
		SLTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

增删查改——查

1.根据序号查找节点

序号:serial number

// 3.1根据序号查找节点
SLTNode* FindBySerialNumber(SLTNode* phead, int n) {
	SLTNode* cur = phead;
	for (int i = 1;i < n;i++) {
		cur = cur->next;
		//如果被查找结点不存在(超过链表范围),返回空指针
		if (cur == NULL) {
			return NULL;
		}
	}
	return cur;
}

2.根据内容查找结点

//3.2根据内容查找结点
SLTNode* FindByContent(SLTNode* phead, SLTDataType x) {
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur) {
		if (cur->data == x) {
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	//查找不到返回空指针
	return NULL;
}

增删查改——改

1.改变节点内数据(通过序号找到被改节点)

//4.1改变节点内数据(通过序号找到被改节点) 
void ModefyNodeBySerialNumber(SLTNode* phead, int n, SLTDataType x) {
	SLTNode* cur = FindBySerialNumber(phead, n);
	cur->data = x;
}

2.改变节点内数据(通过内容找到被改节点)

//4.2改变节点内数据(通过内容找到被改节点)
void ModifyNodeByContent(SLTNode* phead, SLTDataType x1, SLTDataType x2) {
	SLTNode* cur = FindByContent(phead, x1);
	cur->data = x2;
}

增删查改——增

(头插,尾插,在指定节点前插,在指定节点后插)

1.头插

//5.1头插
void PushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

问:为什么数据x传参时不传指针,而头结点要传二级指针?
因为数据x传进来就立马通过BuySLTNode函数被放到在堆区上申请的空间中了,就算不传指针出函数作用域也不会被销毁;而头结点要从原来的链表首结点变成新结点newnode,相当于头结点pphead的值发生变化了,头结点是一个一级指针,对一级指针的修改需要二级指针

2.尾插

//5.2尾插
void PushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	if (*pphead == NULL) {
		*pphead = newnode;
		//改变结构体指针,要用二级指针,一级指针只能改形参,出作用域后形参被销毁
	}
	else {
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL) {
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

3.在指定结点前插入

在指定结点前插入,需要得到指定位置的前置节点。有控制循环法和前置指针法让指针停留至前置节点处,但控制循环法只能在已知插入第几个节点时用,而前置指针法可以在任何情况下用

3.1通过序号指定节点

用到了控制for循环法

//5.3在指定结点前插入(通过序号指定节点) 
void InsertFrontBySerialNumber(SLTNode** pphead, int n, SLTDataType x) {
	//产生新结点并赋值
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	SLTNode* ptmp = *pphead;
	//如果要在第一个结点前插入结点,就成了头插
	if (n == 1) {
		PushFront(pphead, x);
		return;
	}
	//将结点放入指定位置的前一个结点,指定位置不包括第一个结点
	for (int i = 2;i < n;i++) {
		ptmp = ptmp->next;
		if (ptmp == NULL)
			printf("位置不合法");
	}
	newnode->next = ptmp->next;
	ptmp->next = newnode;

}

这个函数之所以要传二级指针是因为有头插的情况,需要调用SLTPushFront函数,但其实用一级指针,调用PushFront函数时再取一级指针的地址也行

3.2内容->地址->找到结点

用到了while循环加前置指针法

//5.4在指定结点前插入(内容->地址->找到结点) 
//参数二pos是由test.c调用的Find函数返回的节点位置
void InsertFrontByAddress(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	assert(pphead);
	assert(pos);
	//头插情况
	if (*pphead == pos) {
		PushFront(pphead, x);
	}
	//非头插
	else {
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos) {
			prev = prev->next;
		}
		SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
		newnode->next = pos;
		prev->next = newnode;
		//由于有两个指针分别控制被插入结点和前一个结点,因此这两句顺序随意
	}
}

3.3通过内容指定节点

用到了while循环加前置指针法

//5.5在指定结点前插入(通过内容指定节点)

void InsertFrontByContent(SLTNode** pphead, SLTDataType x1, SLTDataType x2) {
	SLTNode* cur = *pphead;
	//头插情况
	if (cur->data == x1) {
		PushFront(pphead, x2);
	}
	//非头插情况
	else {
		cur = FindByContent(*pphead, x1);
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != cur) {
			prev = prev->next;
		}//此时必须要第二个指针prev
		SLTNode* newnode = BuySLTNode(x2);
		newnode->next = cur;
		prev->next = newnode;
	}
}

当不借助FindByContent函数,只知道指定节点的内容时,需要进入每一个节点对比数据是否一致,这时只能用while训话加前置指针法,因为提前不知道指定位置,无法用通过控制for循环找到指定位置的前置节点

4.在指定结点后插入

4.1通过序号指定节点

//5.6 在指定结点后插入(通过序号指定节点)
void InsertBackBySerialNumber(SLTNode** pphead, int n, SLTDataType x) {
	//原链表为空
	if (*pphead == NULL) {
		SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
		*pphead = newnode;
	}
	//原链表不为空
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	SLTNode* ptmp = *pphead;
	//将结点放入指定位置的后一个结点
	for (int i = 1;i < n;i++) {
		ptmp = ptmp->next;
		//指定节点超过最大长度,报错
		if (ptmp == NULL);
		assert(ptmp);
	}
	newnode->next = ptmp->next;
	ptmp->next = newnode;
}

4.2内容->地址->找到节点

//5.7在指定结点后插入(内容->地址->找到节点)
//参数一pos是由test.c调用的SLTFind函数返回的节点位置
void InsertBackByAddress(SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

4.3通过内容指定节点

不借助FindByContent函数

//5.8在指定结点后插入(通过内容指定节点)不借助FindByContent函数
void InsertBackByContent(SLTNode** pphead, SLTDataType x1, SLTDataType x2) {
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x2);
	SLTNode* cur = *pphead;
	//原链表为空,newnode就是头节点
	if (cur == NULL) {
		*pphead = newnode;
	}
	while (cur) {
		if (cur->data == x1) {
			//指定结点是尾结点
			if (cur->next == NULL) {
				cur->next = newnode;
			}
			//指定结点不是尾结点
			else {
				newnode->next = cur->next;
				cur->next = newnode;
			}
		}
		cur = cur->next;
	}
	//没找到
	return;
}

增删查改——删

(头删,尾删,删除指定位置,删除指定位置的前一个节点,删除指定位置的后一个节点)

1.头删

//6.1头删
void PopFront(SLTNode** pphead) {
	//头结点为空,报错
	assert(*pphead);
	//不为空
	SLTNode* newhead = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = newhead;
}

2.尾删

//6.2尾删
void PopBack(SLTNode** pphead) {
	//头结点为空,报错
	assert(*pphead);
	//只有一个结点
	if ((*pphead)->next == NULL) {
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	//有两个及以上个结点
	else {
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next->next)
		{
			tail = tail->next;//指向尾节点的前置节点
		}
		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

3.删除指定节点的前一个节点

(由于前置指针法相对于控制for循环法更普适,这里只展示前置指针法)

//删除指定节点的前一个节点
void DeleteFrontNode(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	//指定位置不可以是头节点
	if (pos == *pphead) {
		return;
	}
	//指定位置为第二个节点,头结点被删除,更新头结点
	if ((*pphead)->next == pos) {
		PopFront(pphead);
	}
	//定义pos的前置指针prev
	else {
		SLTNode* prevprev = *pphead;
		while (prevprev->next->next != pos) {
			prevprev = prevprev->next;
		}
		free(prevprev->next);
		prevprev->next = pos;
	}
}

4.删除指定位置节点

//删除指定位置节点
void DeleteNode(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	//如果删除了头结点,头删函数
	if (pos == *pphead) {
		PopFront(pphead);
	}
	else {
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos) {
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}

5.删除指定节点的后一个节点

//删除指定节点的后一个节点
void DeleteAfterNode(SLTNode* pos) {
	//检查pos是否为空
	assert(pos);
	//检查pos是否是尾节点
	assert(pos->next);
	SLTNode* posNext = pos->next;
	pos->next = posNext->next;
	free(posNext);
	posNext = NULL;
}

测试函数test.c

测试头插尾插

SLTNode* testPush_Front_Back() {
	//测试头插PushFront
	printf("请输入头插长度:");
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	printf("请依次输入结点的值:\n");
	SLTNode* plist = NULL;
	for (int i = 0;i < n;i++) {
		int val = 0;
		scanf("%d", &val);
		PushFront(&plist, val);
	}
	SLTPrint(plist);
	//测试尾插
	printf("请输入尾插长度:");
	int m = 0;
	scanf("%d", &m);
	printf("请依次输入结点的值:\n");
	for (int i = 0;i < m;i++) {
		int val = 0;
		scanf("%d", &val);
		PushBack(&plist, val);
	}
	SLTPrint(plist);
	return plist;
//销毁链表
	Destroy_Method1(&plist);
	//Destroy_Method2(&plist);
}

测试在指定节点前插入

void testInsertFront() {
	SLTNode* plist = testPush_Front_Back();
	//在指定结点前插入(通过序号指定节点)
	printf("在指定结点前插入(通过序号指定节点)\n");
	printf("请输入结点编号:");
	int input1 = 0;
	scanf("%d", &input1);
	printf("请输入插入的数据");
	SLTDataType data1 = 0;
	scanf("%d", &data1);
	InsertFrontBySerialNumber(&plist, input1, data1);
	SLTPrint(plist);

	//在指定结点前插入(内容->地址->找到结点)
	printf("在指定结点前插入(内容->地址->找到结点)\n");
	printf("请输入要插入位置的数据:");
	SLTDataType data2 = 0;
	scanf("%d", &data2);
	SLTNode* pos = FindByContent(plist, data2);
	printf("请输入插入的数据:");
	SLTDataType data3 = 0;
	scanf("%d", &data3);
	InsertFrontByAddress(&plist, pos, data3);
	SLTPrint(plist);

	//在指定结点前插入(通过内容指定节点)
	printf("在指定结点前插入(通过内容指定节点)\n");
	printf("请输入要插入位置的数据:");
	SLTDataType data4 = 0;
	scanf("%d", &data4);
	printf("请输入插入的数据:");
	SLTDataType data5 = 0;
	scanf("%d", &data5);
	InsertFrontByContent(&plist, data4, data5);
	SLTPrint(plist);
	//销毁链表
	Destroy_Method1(&plist);
	//Destroy_Method2(&plist);
}

测试在指定节点后插入

void testInsertBack() {
	SLTNode* plist = testPush_Front_Back();
	//在指定结点后插入(通过序号指定节点)
	printf("在指定结点后插入(通过序号指定节点)\n");
	printf("请输入节点编号:");
	int input2 = 0;
	scanf("%d", &input2);
	printf("请输入插入的数据:");
	SLTDataType data6 = 0;
	scanf("%d", &data6);
	InsertBackBySerialNumber(&plist, input2, data6);
	SLTPrint(plist);

	//在指定结点后插入(内容->地址->找到结点)
	printf("在指定结点后插入(内容->地址->找到结点)\n");
	printf("请输入要插入位置的数据:");
	SLTDataType data7 = 0;
	scanf("%d", &data7);
	SLTNode* pos = FindByContent(plist, data7);
	printf("请输入插入的数据:");
	SLTDataType data8 = 0;
	scanf("%d", &data8);
	InsertBackByAddress(pos, data8);
	SLTPrint(plist);

	//在指定结点后插入(通过内容指定节点)
	printf("在指定结点后插入(通过内容指定节点)\n");
	printf("请输入要插入位置的数据:");
	SLTDataType data9 = 0;
	scanf("%d", &data9);
	printf("请输入插入的数据:");
	SLTDataType data10 = 0;
	scanf("%d", &data10);
	InsertBackByContent(&plist, data9, data10);
	SLTPrint(plist);
	//销毁链表
	Destroy_Method1(&plist);
	//Destroy_Method2(&plist);
}

测试各种删除

void testPop() {
	SLTNode* plist = testPush_Front_Back();
	//测试头删
	printf("测试头删\n");
	PopFront(&plist);
	SLTPrint(plist);

	//测试尾删
	printf("测试尾删\n");
	PopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);

	//删除指定节点的前一个节点
	printf("删除指定节点的前一个节点\n");
	printf("请输入指定节点内容:\n");
	SLTDataType data11 = 0;
	scanf("%d", &data11);
	SLTNode* pos1 = FindByContent(plist, data11);
	DeleteFrontNode(&plist, pos1);
	SLTPrint(plist);

	//删除指定位置节点
	printf("删除指定位置节点\n");
	printf("请输入指定节点内容:\n");
	SLTDataType data12 = 0;
	scanf("%d", &data12);
	SLTNode* pos2 = FindByContent(plist, data12);
	DeleteNode(&plist, pos2);
	SLTPrint(plist);

	//删除指定节点的后一个节点
	printf("删除指定节点的后一个节点\n");
	printf("请输入指定节点内容:\n");
	SLTDataType data13 = 0;
	scanf("%d", &data13);
	SLTNode* pos3 = FindByContent(plist, data13);
	DeleteAfterNode(pos3);
	SLTPrint(plist);

	//销毁链表
	Destroy_Method1(&plist);
	//Destroy_Method2(&plist);

}

主函数

测一个的时候其他三个注释掉,要不然会累死的O(∩_∩)O哈哈~

int main() {
	testPush_Front_Back();
	testInsertFront();
	testInsertBack();
	testPop();
}

测试结果

测试一:头插尾插

无头单链表,有完整测试程序_第1张图片

测试二:在指定节点前插入节点

无头单链表,有完整测试程序_第2张图片

测试三:在指定节点后插入节点

无头单链表,有完整测试程序_第3张图片

测试四:各种删除

无头单链表,有完整测试程序_第4张图片
当前是有点小缺陷的,当通过指定内容找到节点时,如果遇到有多个相同数据的情况,会在第一个出现该数据的位置停下进行插入等操作,这是由于当前节点中的数据只是一个简单的数字,当以后节点内数据更多或每个节点都有自己的唯一标识时,就不会有这个缺陷了。

把以上所有代码块连起来就是完整程序啦,最开始是头文件list.h,接下来是函数实现list.c,最后是测试文件test.c,其中分了4个函数。

在插入和删除那块函数有点多,我把想到的全写上了,有点繁琐,大家主要借鉴思路哈,如有错误请及时指正,感谢❤️

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