【数据结构实验】链表的创建与功能的实现

一、事先在文件下创建两个txt。

例如在D盘下创建LA.txt和LB.txt，里面写上两个链表所需要的数据。

内容：

二、使用Visual Studio 2022写代码

1.创建一个结构体类型，包含链表所需要的一些类型

typedef struct LNode
{int data;struct LNode* next;
}LNode,*LinkList;        //单链表结点类型

2.初始化单链表

void InitList(LNode* &L) //初始化单链表
{L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));L->next = NULL;
}

3.写一个函数用于将d盘下创建好的LA.txt和LB.txt数据以数组的形式导入作为函数返回值

void Input(int v[])    //从已经在目录下创建好的链表数据txt文本里导入数据至数组里返回。
{char filename[100];printf("请输入链表数据文件位置：");scanf("%s", filename);FILE* fp = fopen(filename, "r");int a[6] = { 0 };int i = 0;while (!feof(fp)){fscanf(fp, "%d ", &a[i]);i++;}for (i = 0; i < 6; i++){v[i] = a[i];}fclose(fp); //读完就退出循环
}

4.创建链表，即向初始化好的链表里填入数据

void CreateList(LNode* &L, int a[], int n) //创建List,(链表的数据从传入的列表a中输入。)
{LNode* s, * r;            //指向新结点的指针s，始终指向尾结点的指针rL = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));r = L;for (int i = 0; i < n; i++) {s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//为存储数据域的结点s分配内存s->data = a[i];r->next = s;r = s;}r->next = NULL;
}

5.判断是否为空链表功能

bool ListEmpty(LNode* L) //判断是否为空链表。
{if (L->next == NULL){return true;}return false;}

6.将链表设置为空链表功能

void ClearList(LNode* &L)//将L设置为空链表。
{LinkList p = L->next;while (p != NULL){p->data = NULL;p = p->next;}
}

7.返回链表元素个数功能

int ListLength(LNode* L) //计算单链表的元素个数，存在n中返回。
{int n = 0;LNode* p = L;    //设置一个指针，初始时指向头结点while (p->next != NULL) {n++;p = p->next;}return n;
}

8.返回链表中第i个元素功能，是“第i个”，也就是索引值为i-1的元素，之后的第i个也是这个意思

bool GetElem(LNode* L, int i, int& e)  //求第i个元素的值，赋值给e返回。
{int j = 0;LNode* p = L->next;if (i <= 0|| i > (ListLength(L))) return false;    //无效传入值iwhile (j < i-1 && p != NULL) {        //移动指针pp = p->next;j++;}if (p == NULL) return false;        //若i超出链表长度else {e = p->data;            //数据域赋值给e，e是传入的提前定义了的int变量return true;}
}

9.插入元素至链表第i个元素位置

bool ListInsert(LinkList &L, int i, int e) //插入新的元素在链表中第i个元素的位置。
{LinkList p = L,s;int j = 0;if (!p || i<1 || i>(ListLength(L)))//i小于1或大于表长。return false;while (p && j < i-1)//寻找第i-2个节点，并且p指向第i-1个节点。{p = p->next;++j;}s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//创建一个新指针s指向新元素e。s->data = e;s->next = p->next;//插入新元素至链表中。p->next = s;return true;
}

10.删除链表第i个元素，并返回删除的元素值

bool ListDelete(LinkList& L, int i, int& e) //删除链表中第i个元素，并用e返回其值。
{LinkList p = L, q;int j = 0;while (p->next && j < i-1)//找到第i个节点的直接前驱，令p指向它。{p=p->next;++j;}if (!(p->next) || i<1 || i>(ListLength(L)))//删除位置不合理return false;q = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//创建一个新指针q用于指向第i+1个节点。q = p->next;p->next = q->next;e = q->data;free(q);//释放第i个节点的存储空间。return true;}

11.输出链表功能

void OutputList(LNode* L) //输出链表。
{int element;int count=0; //用于计算链表里有多少个元素。LNode* p = L->next;if (p == NULL)printf("链表不存在。\n");else{while (p != NULL){element = p->data;printf("%d ", element);p = p->next;count++;}printf("\n");printf("链表中此时一共有%d个元素。\n", count);}
}

12.合并两个链表功能（元素按升序排列）

void UnionList(LinkList &LA, LinkList &LB, LinkList &LC)  //合并单链表LA和LB得到新的单链表LC，LC元素按非减排列。
{LinkList pa=LA->next, pb=LB->next, pc;LC = pc = LA;//先用LA的头节点作为LC的头节点。while (pa && pb){if (pa->data <= pb->data){pc->next = pa;pc = pa;//pc指向LA中的节点。pa = pa->next;}else{pc->next = pb;pc = pb;pb = pb->next;}pc->next = pa ? pa : pb;//当pa或pb读完后插入另一个的剩余段。}
}

13.销毁单链表功能

void DestroyList(LNode* &L)//销毁单链表
{LNode* pre, * p;pre = L;p = L->next;while (p != NULL) {free(pre);pre = p;       p = p->next;}free(pre);
}

三、完整代码（包含main函数）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#pragma warning(disable : 4996) //防止报fopen,fscanf,fprintf  是 unsafe的报错。typedef struct LNode
{int data;struct LNode* next;
}LNode,*LinkList;        //单链表结点类型void InitList(LNode* &L) //初始化单链表
{L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));L->next = NULL;
}void Input(int v[])    //从已经在目录下创建好的链表数据txt文本里导入数据至数组里返回。
{char filename[100];printf("请输入链表数据文件位置：");scanf("%s", filename);FILE* fp = fopen(filename, "r");int a[6] = { 0 };int i = 0;while (!feof(fp)){fscanf(fp, "%d ", &a[i]);i++;}for (i = 0; i < 6; i++){v[i] = a[i];}fclose(fp); //读完就退出循环
}void CreateList(LNode* &L, int a[], int n) //创建List,(链表的数据从传入的列表a中输入。)
{LNode* s, * r;            //指向新结点的指针s，始终指向尾结点的指针rL = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));r = L;for (int i = 0; i < n; i++) {s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//为存储数据域的结点s分配内存s->data = a[i];r->next = s;r = s;}r->next = NULL;
}void DestroyList(LNode* &L)//销毁单链表
{LNode* pre, * p;pre = L;p = L->next;while (p != NULL) {free(pre);pre = p;       p = p->next;}free(pre);
}void ClearList(LNode* &L)//将L设置为空链表。
{LinkList p = L->next;while (p != NULL){p->data = NULL;p = p->next;}
}bool ListEmpty(LNode* L) //判断是否为空链表。
{if (L->next == NULL){return true;}return false;}int ListLength(LNode* L) //计算单链表的元素个数，存在n中返回。
{int n = 0;LNode* p = L;    //设置一个指针，初始时指向头结点while (p->next != NULL) {n++;p = p->next;}return n;
}bool GetElem(LNode* L, int i, int& e)  //求第i个元素的值，赋值给e返回。
{int j = 0;LNode* p = L->next;if (i <= 0|| i > (ListLength(L))) return false;    //无效传入值iwhile (j < i-1 && p != NULL) {        //移动指针pp = p->next;j++;}if (p == NULL) return false;        //若i超出链表长度else {e = p->data;            //数据域赋值给e，e是传入的提前定义了的int变量return true;}
}bool ListInsert(LinkList &L, int i, int e) //插入新的元素在链表中第i个元素的位置。
{LinkList p = L,s;int j = 0;if (!p || i<1 || i>(ListLength(L)))//i小于1或大于表长。return false;while (p && j < i-1)//寻找第i-2个节点，并且p指向第i-1个节点。{p = p->next;++j;}s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//创建一个新指针s指向新元素e。s->data = e;s->next = p->next;//插入新元素至链表中。p->next = s;return true;
}bool ListDelete(LinkList& L, int i, int& e) //删除链表中第i个元素，并用e返回其值。
{LinkList p = L, q;int j = 0;while (p->next && j < i-1)//找到第i个节点的直接前驱，令p指向它。{p=p->next;++j;}if (!(p->next) || i<1 || i>(ListLength(L)))//删除位置不合理return false;q = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//创建一个新指针q用于指向第i+1个节点。q = p->next;p->next = q->next;e = q->data;free(q);//释放第i个节点的存储空间。return true;}void OutputList(LNode* L) //输出链表。
{int element;int count=0; //用于计算链表里有多少个元素。LNode* p = L->next;if (p == NULL)printf("链表不存在。\n");else{while (p != NULL){element = p->data;printf("%d ", element);p = p->next;count++;}printf("\n");printf("链表中此时一共有%d个元素。\n", count);}
}void UnionList(LinkList &LA, LinkList &LB, LinkList &LC)  //合并单链表LA和LB得到新的单链表LC，LC元素按非减排列。
{LinkList pa=LA->next, pb=LB->next, pc;LC = pc = LA;//先用LA的头节点作为LC的头节点。while (pa && pb){if (pa->data <= pb->data){pc->next = pa;pc = pa;//pc指向LA中的节点。pa = pa->next;}else{pc->next = pb;pc = pb;pb = pb->next;}pc->next = pa ? pa : pb;//当pa或pb读完后插入另一个的剩余段。}
}int main()
{int La[6] = { 0 };//创建两个数组用于存储LA和LB的元素。int Lb[6] = { 0 };int e=0;LinkList LA,LB,LC;Input(La);        //将文件中已经写好的链表元素导入La和Lb的数组中。Input(Lb);InitList(LA);     //初始化链表。InitList(LB);InitList(LC);CreateList(LA, La, 4);//从La和Lb数组中取元素创建两个具体的链表LA和LB。CreateList(LB, Lb, 6);if (ListEmpty(LA))    //测试判非空函数是否正常运行printf("The List is empty!\n");elseprintf("The List is not empty!\n");if (ListInsert(LA, 2, e))   //测试插入元素的函数是否正常运行{printf("新元素插入链表成功！\n");OutputList(LA);}    elseprintf("新元素插入链表失败！\n失败原因可能是输入的i值不合法或链表L没有创建！");if (ListDelete(LA, 2, e))   //测试删除元素的函数是否正常运行printf("删除成功！删除的元素的值为：%d\n",e);elseprintf("删除失败！\n失败原因可能是输入的i值不合法或链表L没有创建！");if (GetElem(LA, 2, e))printf("取到的元素为%d\n", e);elseprintf("输入的i值不合法或链表不存在！");OutputList(LA);        //测试输出链表的函数是否正常运行。OutputList(LB);UnionList(LA, LB, LC); //测试将两个链表合并的函数是否正常运行OutputList(LC);       ClearList(LA);     //测试清空链表的函数是否正常运行OutputList(LA);return 0;
}

四、总结

单链表实现的难点在于弄清楚指针和传值的关系，其次是定义的结构类型的区分。

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