数据结构c语言实现之单链表的应用

//c语言实现,单链表实现学生健康登记表,参考严蔚敏书本代码和《数据结构算法实现及解析》
#include<string.h>
#include<ctype.h>
#include<malloc.h> // malloc()等
#include<limits.h> // INT_MAX等
#include<stdio.h> // EOF(=^Z或F6),NULL
#include<stdlib.h> // atoi()
#include<io.h> // eof()
#include<math.h> // floor(),ceil(),abs()
#include<process.h> // exit()
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define NAMELEN 8 // 姓名最大长度
#define CLASSLEN 4 // 班级名最大长度

typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等

struct stud // 记录的结构
{
	char name[NAMELEN+1]; // 包括'\0'
	long num;
	char sex;
	int age;
	char Class[CLASSLEN+1]; // 包括'\0'
	int health;
};
typedef stud ElemType; // 链表结点元素类型为结构体
char sta[3][9]={"健康  ","一般  ","神经衰弱"}; // 健康状况(3类)
FILE *fp; // 全局变量

struct LNode
{
	ElemType data;
	LNode *next;
};
typedef LNode *LinkList; // 另一种定义LinkList的方法

// bo2-8.cpp 不带头结点的单链表(存储结构由c2-2.h定义)的部分基本操作(9个)
#define DestroyList ClearList // DestroyList()和ClearList()的操作是一样的
void InitList(LinkList &L)
{ // 操作结果：构造一个空的线性表L
	L=NULL; // 指针为空
}

void ClearList(LinkList &L)
{ // 初始条件：线性表L已存在。操作结果：将L重置为空表
	LinkList p;
	while(L) // L不空
	{
		p=L; // p指向首元结点
		L=L->next; // L指向第2个结点(新首元结点)
		free(p); // 释放首元结点
	}
}

Status ListEmpty(LinkList L)
{ // 初始条件：线性表L已存在。操作结果：若L为空表，则返回TRUE，否则返回FALSE
	if(L)
		return FALSE;
	else
		return TRUE;
}

int ListLength(LinkList L)
{ // 初始条件：线性表L已存在。操作结果：返回L中数据元素个数
	int i=0;
	LinkList p=L;
	while(p) // p指向结点(没到表尾)
	{
		p=p->next; // p指向下一个结点
		i++;
	}
	return i;
}

Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType &e)
{ // L为不带头结点的单链表的头指针。当第i个元素存在时，其值赋给e并返回OK，否则返回ERROR
	int j=1;
	LinkList p=L;
	if(i<1) // i值不合法
		return ERROR;
	while(j<i&&p) // 没到第i个元素，也没到表尾
	{
		j++;
		p=p->next;
	}
	if(j==i) // 存在第i个元素
	{
		e=p->data;
		return OK;
	}
	else
		return ERROR;
}

int LocateElem(LinkList L,ElemType e,Status(*compare)(ElemType,ElemType))
{ // 初始条件：线性表L已存在，compare()是数据元素判定函数(满足为1，否则为0)
	// 操作结果：返回L中第1个与e满足关系compare()的数据元素的位序。
	//           若这样的数据元素不存在，则返回值为0
	int i=0;
	LinkList p=L;
	while(p)
	{
		i++;
		if(compare(p->data,e)) // 找到这样的数据元素
			return i;
		p=p->next;
	}
	return 0;
}

Status ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)
{ // 在不带头结点的单链线性表L中第i个位置之前插入元素e
	int j=1;
	LinkList p=L,s;
	if(i<1) // i值不合法
		return ERROR;
	s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)); // 生成新结点
	s->data=e; // 给s的data域赋值
	if(i==1) // 插在表头
	{
		s->next=L;
		L=s; // 改变L
	}
	else
	{ // 插在表的其余处
		while(p&&j<i-1) // 寻找第i-1个结点
		{
			p=p->next;
			j++;
		}
		if(!p) // i大于表长+1
			return ERROR;
		s->next=p->next;
		p->next=s;
	}
	return OK;
}

Status ListDelete(LinkList &L,int i,ElemType &e)
{ // 在不带头结点的单链线性表L中，删除第i个元素，并由e返回其值
	int j=1;
	LinkList p=L,q;
	if(i==1) // 删除第1个结点
	{
		L=p->next; // L由第2个结点开始
		e=p->data;
		free(p); // 删除并释放第1个结点
	}
	else
	{
		while(p->next&&j<i-1) // 寻找第i个结点，并令p指向其前趋
		{
			p=p->next;
			j++;
		}
		if(!p->next||j>i-1) // 删除位置不合理
			return ERROR;
		q=p->next; // 删除并释放结点
		p->next=q->next;
		e=q->data;
		free(q);
	}
	return OK;
}

void ListTraverse(LinkList L,void(*vi)(ElemType))
{ // 初始条件：线性表L已存在。操作结果：依次对L的每个数据元素调用函数vi()
	LinkList p=L;
	while(p)
	{
		vi(p->data);
		p=p->next;
	}
	printf("\n");
}

// func2-1.cpp 不带头结点的单链表(存储结构由c2-2.h定义)的扩展操作(3个)
// algo2-6.cpp和bo7-2.cpp用到
void InsertAscend(LinkList &L,ElemType e,int(*compare)(ElemType,ElemType))
{ // 按关键字非降序将e插入表L。函数compare()返回值为：形参1的关键字-形参2的关键字
	LinkList q=L;
	if(!L||compare(e,L->data)<=0) // 链表空或e的关键字小于等于首结点的关键字
		ListInsert(L,1,e); // 将e插在表头，在bo2-8.cpp中
	else
	{
		while(q->next&&compare(q->next->data,e)<0) // q不是尾结点且q的下一结点关键字<e的关键字
			q=q->next;
		ListInsert(q,2,e); // 插在q所指结点后(将q作为头指针)
	}
}

LinkList Point(LinkList L,ElemType e,Status(*equal)(ElemType,ElemType),LinkList &p)
{ // 查找表L中满足条件的结点。如找到，返回指向该结点的指针，p指向该结点的前驱(若该结点是
	// 首元结点，则p=NULL)。如表L中无满足条件的结点，则返回NULL，p无定义。
	// 函数equal()的两形参的关键字相等，返回OK；否则返回ERROR
	int i,j;
	i=LocateElem(L,e,equal);
	if(i) // 找到
	{
		if(i==1) // 是首元结点
		{
			p=NULL;
			return L;
		}
		p=L;
		for(j=2;j<i;j++)
			p=p->next;
		return p->next;
	}
	return NULL; // 没找到
}

Status DeleteElem(LinkList &L,ElemType &e,Status(*equal)(ElemType,ElemType))
{ // 删除表L中满足条件的结点，并返回TRUE；如无此结点，则返回FALSE。
	// 函数equal()的两形参的关键字相等，返回OK；否则返回ERROR
	LinkList p,q;
	q=Point(L,e,equal,p);
	if(q) // 找到此结点，且q指向该结点
	{
		if(p) // 该结点不是首元结点，p指向其前驱
			ListDelete(p,2,e); // 将p作为头指针,删除第2个结点
		else // 该结点是首元结点
			ListDelete(L,1,e);
		return TRUE;
	}
	return FALSE;
}

void Print(stud e)
{ // 显示记录e的内容
	printf("%-8s %6ld",e.name,e.num);
	if(e.sex=='m')
		printf(" 男");
	else
		printf(" 女");
	printf("%5d  %-4s",e.age,e.Class);
	printf("%9s\n",sta[e.health]);
}

void ReadIn(stud &e)
{ // 由键盘输入结点信息
	printf("请输入姓名(<=%d个字符): ",NAMELEN);
	scanf("%s",e.name);
	printf("请输入学号: ");
	scanf("%ld",&e.num);
	printf("请输入性别(m:男 f:女): ");
	scanf("%*c%c",&e.sex);
	printf("请输入年龄: ");
	scanf("%d",&e.age);
	printf("请输入班级(<=%d个字符): ",CLASSLEN);
	scanf("%s",e.Class);
	printf("请输入健康状况(0:%s 1:%s 2:%s):",sta[0],sta[1],sta[2]);
	scanf("%d",&e.health);
}

void WriteToFile(stud e)
{ // 将结点信息写入fp指定的文件
	fwrite(&e,sizeof(stud),1,fp);
}

Status ReadFromFile(stud &e)
{ // 由fp指定的文件读取结点信息到e
	int i;
	i=fread(&e,sizeof(stud),1,fp);
	if(i==1) // 读取文件成功
		return OK;
	else
		return ERROR;
}

int cmp(ElemType c1,ElemType c2)
{
	return (int)(c1.num-c2.num);
}

void Modify(LinkList &L,ElemType e)
{ // 修改结点内容，并按学号将结点非降序插入链表L
	char s[80];
	Print(e); // 显示原内容
	printf("请输入待修改项的内容，不修改的项按回车键保持原值:\n");
	printf("请输入姓名(<=%d个字符): ",NAMELEN);
	gets(s);
	if(strlen(s))
		strcpy(e.name,s);
	printf("请输入学号: ");
	gets(s);
	if(strlen(s))
		e.num=atol(s);
	printf("请输入性别(m:男 f:女): ");
	gets(s);
	if(strlen(s))
		e.sex=s[0];
	printf("请输入年龄: ");
	gets(s);
	if(strlen(s))
		e.age=atoi(s);
	printf("请输入班级(<=%d个字符): ",CLASSLEN);
	gets(s);
	if(strlen(s))
		strcpy(e.Class,s);
	printf("请输入健康状况(0:%s 1:%s 2:%s):",sta[0],sta[1],sta[2]);
	gets(s);
	if(strlen(s))
		e.health=atoi(s); // 修改完毕
	InsertAscend(L,e,cmp); // 把q所指结点的内容按学号非降序插入L(func2-1.cpp)
}

#define N 4 // student记录的个数

Status EqualNum(ElemType c1,ElemType c2)
{
	if(c1.num==c2.num)
		return OK;
	else
		return ERROR;
}

Status EqualName(ElemType c1,ElemType c2)
{
	if(strcmp(c1.name,c2.name))
		return ERROR;
	else
		return OK;
}

void main()
{ // 表的初始记录
	stud student[N]={{"王小林",790631,'m',18,"计91",0},{"陈红",790632,'f',20,"计91",1},
	{"刘建平",790633,'m',21,"计91",0},{"张立立",790634,'m',17,"计91",2}};
	int i,j,flag=1;
	char filename[13];
	ElemType e;
	LinkList T,p,q;
	InitList(T); // 初始化链表
	while(flag)
	{
		printf("1:将结构体数组student中的记录按学号非降序插入链表\n");
		printf("2:将文件中的记录按学号非降序插入链表\n");
		printf("3:键盘输入新记录，并将其按学号非降序插入链表\n");
		printf("4:删除链表中第一个有给定学号的记录\n");
		printf("5:删除链表中第一个有给定姓名的记录\n");
		printf("6:修改链表中第一个有给定学号的记录\n");
		printf("7:修改链表中第一个有给定姓名的记录\n");
		printf("8:查找链表中第一个有给定学号的记录\n");
		printf("9:查找链表中第一个有给定姓名的记录\n");
		printf("10:显示所有记录 \n11:将链表中的所有记录存入文件 \n12:结束\n");
		printf("请选择操作命令: \n");
		scanf("%d",&i);
		switch(i)
		{
		case 1: for(j=0;j<N;j++)
					InsertAscend(T,student[j],cmp); // 在func2-1.cpp中
			break;
		case 2: printf("请输入文件名: \n");
			scanf("%s",filename);
			if((fp=fopen(filename,"rb"))==NULL)
				printf("打开文件失败!\n");
			else
			{
				while(ReadFromFile(e))
					InsertAscend(T,e,cmp); // 在func2-1.cpp中
				fclose(fp);
			}
			break;
		case 3: ReadIn(e);
			InsertAscend(T,e,cmp); // 在func2-1.cpp中
			break;
		case 4: printf("请输入待删除记录的学号: ");
			scanf("%ld",&e.num);
			if(!DeleteElem(T,e,EqualNum)) // 在func2-1.cpp中
				printf("没有学号为%ld的记录\n",e.num);
			break;
		case 5: printf("请输入待删除记录的姓名: \n");
			scanf("%*c%s",e.name); // %*c吃掉回车符
			if(!DeleteElem(T,e,EqualName)) // 在func2-1.cpp中
				printf("没有姓名为%s的记录\n",e.name);
			break;
		case 6: printf("请输入待修改记录的学号: \n");
			scanf("%ld%*c",&e.num);
			if(!DeleteElem(T,e,EqualNum)) // 在链表中删除该结点，并由e返回(在func2-1.cpp)
				printf("没有学号为%ld的记录\n",e.num);
			else
				Modify(T,e); // 修改e并按学号插入链表T
			break;
		case 7: printf("请输入待修改记录的姓名: \n");
			scanf("%*c%s%*c",e.name); // %*c吃掉回车符
			if(!DeleteElem(T,e,EqualName)) // 在func2-1.cpp中
				printf("没有姓名为%s的记录\n",e.name);
			else
				Modify(T,e);
			break;
		case 8: printf("请输入待查找记录的学号: \n");
			scanf("%ld",&e.num);
			if(!(q=Point(T,e,EqualNum,p))) // 在func2-1.cpp中
				printf("没有学号为%ld的记录\n",e.num);
			else
				Print(q->data);
			break;
		case 9: printf("请输入待查找记录的姓名: \n");
			scanf("%*c%s",e.name);
			if(!(q=Point(T,e,EqualName,p))) // 在func2-1.cpp中
				printf("没有姓名为%s的记录\n",e.name);
			else
				Print(q->data);
			break;
		case 10:printf("  姓名    学号 性别 年龄 班级 健康状况\n");
			ListTraverse(T,Print);
			break;
		case 11:printf("请输入文件名: \n");
			scanf("%s",filename);
			if((fp=fopen(filename,"wb"))==NULL)
				printf("打开文件失败!\n");
			else
				ListTraverse(T,WriteToFile);
			fclose(fp);
			break;
		case 12:
			flag=0;
		}
	}
}