SLIST_H

#ifndef __SLIST_H__

#define __SLIST_H__

#include<cstdio>

#include<malloc.h>

#include<assert.h>

typedef int ElemType;

typedef struct Node { //定义单链表中的结点信息

  ElemType data; //结点的数据域

  struct Node *next; //结点的指针域

}Node,*PNode;

typedef struct List { //定义单链表的链表信息

  PNode first; //first指向单链表中的第一个结点

  PNode last; //last指向单链表中的最后一个结点

  size_t size; //记录单链表中的结点个数

}List;

void InitList(List *list);//初始化单链表

void push_back(List *list, ElemType x);//在单链表的末尾插入元素

void push_front(List *list, ElemType x);//在单链表的头部插入元素

void show_list(List *list);//打印单链表

void pop_back(List *list);//删除单链表的最后一个元素

void pop_front(List *list);//删除单链表的第一个元素

void insert_val(List *list, ElemType val);//将数据元素插入到单链表中(要求此时单链表中的数据元素顺序排列)

Node* find(List *list, ElemType x);//查找单链表中数据值为x的结点

int length(List *list);//求单链表的长度

void delete_val(List *list, ElemType x);//按值删除单链表中的某个数据元素

void sort(List *list);//对单链表进行排序

void reverse(List *list);//逆置单链表

void clear(List *list);//清除单链表

void destroy(List *list);//摧毁单链表

#endif //__SLIST_H__

SLIST.CPP

#include"slist.h"

void InitList(List *list) {

  list->first = list->last = (Node*)malloc(sizeof(Node)); //头结点

  assert(list->first != NULL);

  list->first->next = NULL;

  list->size = 0;

}

void push_back(List *list, ElemType x) {

  //step 1:创建一个新的结点

  Node *s = (Node*)malloc(sizeof(Node));

  assert(s != NULL);

  s->data = x;

  s->next = NULL;

  //step 2:将新结点插入单链表的表尾

  list->last->next = s;

  list->last = s;

  //step 3:更新单链表的长度

  list->size++;

}

void push_front(List *list, ElemType x) {

  //step 1:创建一个新的结点

  Node *s = (Node*)malloc(sizeof(Node));

  assert(s != NULL);

  s->data = x;

  s->next = NULL;

  //step 2:将新结点插入单链表的表头

  s->next = list->first->next;

  list->first->next = s;

  //step 3:判断插入的结点是否是单链表的第一个结点,若是更新链表的尾指针

  if (list->size == 0)

    list->last = s;

  //step 4:更新单链表的长度

  list->size++;

}

void show_list(List *list) {

  //step 1:指针p指向单链表的第一个结点

  Node *p = list->first->next;

  //step 2:循环打印结点的信息

  while (p != NULL) {

    printf("%d->", p->data);

    p = p->next;

  }

  printf("Nul.\n");

}

void pop_back(List *list) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:定义指针p使其指向目标结点的前一个结点

  Node *p = list->first;//从头结点开始

  while (p->next != list->last)

    p = p->next;

  //step 3:删除目标结点

  free(list->last);

  list->last = p;

  list->last->next = NULL;

  //step 4:更新单链表的长度

  list->size--;

}

void pop_front(List *list) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:定义指针p使其指向目标结点的前一个结点

  Node *p = list->first->next;

  //step 3:删除目标结点

  list->first->next = p->next;

  free(p);

  //step 4:判断删除的结点是否是单链表的最后一个结点,若是则更新单链表的尾指针

  if (list->size == 1)

    list->last = list->first;

  //step 4:更新单链表的长度

  list->size--;

}

void insert_val(List *list, ElemType x) {

  //step 1:创建一个新的结点

  Node *s = (Node*)malloc(sizeof(Node));

  assert(s != NULL);

  s->data = x;

  s->next = NULL;

  //step 2:定义指针p使其指向待插入位置的前一个结点

  Node *p = list->first;//从头结点开始

  while (p->next != NULL && p->next->data < s->data)

    p = p->next;

  //step 3:判断结点的待插入位置是否是表尾,若是则更新单链表的尾指针

  if (p->next == NULL)

    list->last = s;

  //step 4:插入结点

  s->next = p->next;

  p->next = s;

  //step 5:更新单链表长度

  list->size++;

}

Node* find(List *list, ElemType x) {

  //step 1:指针p指向单链表的第一个结点

  Node *p = list->first->next;

  //step 2:按照循环顺序查找链表结点

  while (p != NULL && p->data != x)

    p = p->next;

  return p;

}

int length(List *list) {

  return list->size;

}

void delete_val(List *list, ElemType x) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:确定结点在单链表中的位置,并判断其是否存在于单链表中

  Node *p = find(list, x);

  if (p == NULL) {

    printf("要删除的数据不存在!\n");

    return;

  }

  //step 3:判断结点位置是否是表尾

  if (p == list->last)//是表尾

    pop_back(list);

  else {//不是表尾

    Node *q = p->next;

    p->data = q->data;

    p->next = q->next;

    free(q);

    list->size--;

  }

}

void sort(List *list) {

  //step 1:判断单链表中的结点数是否为0或1

  if (list->size == 0 || list->size == 1) return;

  //step 2:将单链表中第一个结点之后的链表部分截出,方便重新按顺序插入链表之中

  Node *s = list->first->next; // 指针s指向单链表的第一个节点

  Node *p = s->next;//q指向s后面的结点

  list->last = s;//单链表的尾指针指向单链表的第一个结点

  list->last->next = NULL;//截断链表

  //step 3:将截出的链表中的结点根据其数据域大小重新插入到原来链表中

  while (p != NULL) {

    s = p;

    p = p->next;

    Node *q = list->first;

    while (q->next != NULL && q->next->data < s->data)

      q = q->next;

    if (q->next == NULL)//判断q此时指向的是否是单链表的最后一个结点,若是则更新链表的尾指针

      list->last = s;

    //将结点重新插入链表

    s->next = q->next;

    q->next = s;

  }

}

void reverse(List *list) {

  //step 1:判断单链表中的结点数是否为0或1

  if (list->size == 0 || list->size == 1) return;

  //step 2:将单链表中第一个结点之后的链表部分截出,然后将截出的链表中的结点按头插法重新插入到原链表中

  Node *p = list->first->next;

  Node *q = p->next;

  list->last = p;

  list->last->next = NULL;

  while (q != NULL) {

    p = q;

    q = q->next;

    p->next = list->first->next;

    list->first->next = p;

  }

}

void clear(List *list) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:释放单链表中的每一个结点

  Node *p = list->first->next;

  while (p != NULL) {

    list->first->next = p->next;

    free(p);

    p = list->first->next;

  }

  //step 3:头指针和尾指针重新都指向头结点

  list->last = list->first;

  //step 4:更新链表长度

  list->size = 0;

}

void destroy(List *list) {

  //step 1:清空单链表

  clear(list);

  //step 2:释放头结点

  free(list->first);

  //step 3:头指针和尾指针都赋值为空

  list->first = list->last = NULL;

main.cpp

#include"slist.h"

void main() {

  List mylist;

  InitList(&mylist);

  ElemType item;

  Node *p = NULL;

  int select = 1;

  while (select) {

    printf("*******************************************\n");

    printf("*[1] push_back    [2] push_front  *\n");

    printf("*[3] show_list    [4] pop_back   *\n");

    printf("*[5] pop_front    [6] insert_val  *\n");

    printf("*[7] find       [8] length    *\n");

    printf("*[9] delete_val    [10] sort     *\n");

    printf("*[11] reverse     [12] clear     *\n");

    printf("*[13*] destroy     [0] quit_system  *\n");

    printf("*******************************************\n");

    printf("请选择:>>");

    scanf("%d", &select);

    if (select == 0) break;

    switch (select) {

    case 1:

      printf("请输入要插入的数据(-1结束):>");

      while (scanf("%d", &item), item != -1) {

        push_back(&mylist, item);

      }

      break;

    case 2:

      printf("请输入要插入的数据(-1结束):>");

      while (scanf("%d", &item), item != -1) {

        push_front(&mylist, item);

      }

      break;

    case 3:

      show_list(&mylist);

      break;

    case 4:

      pop_back(&mylist);

      break;

    case 5:

      pop_front(&mylist);

      break;

    case 6:

      printf("请输入要插入的数据:>");

      scanf("%d", &item);

      insert_val(&mylist, item);

      break;

    case 7:

      printf("请输入要查找的数据:>");

      scanf("%d", &item);

      p = find(&mylist, item);

      if (p == NULL)

        printf("要查找的数据在单链表中不存在!\n");

      break;

    case 8:

      printf("单链表的长度为%d\n", length(&mylist));

      break;

    case 9:

      printf("请输入要删除的值:>");

      scanf("%d", &item);

      delete_val(&mylist, item);

      break;

    case 10:

      sort(&mylist);

      break;

    case 11:

      reverse(&mylist);

      break;

    case 12:

      clear(&mylist);

      break;

      //case 13:

      //destroy(&mylist);

      //break;

    default:

      printf("选择错误,请重新选择!\n");

      break;

    }

  }

  destroy(&mylist); //程序结束,摧毁链表

}

附:单链表优化版本

#ifndef __SLIST_H__

#define __SLIST_H__

#include<cstdio>

#include<malloc.h>

#include<assert.h>

typedef int ElemType;

typedef struct Node { //定义单链表中的结点信息

  ElemType data; //结点的数据域

  struct Node *next; //结点的指针域

}Node,*PNode;

typedef struct List { //定义单链表的链表信息

  PNode first; //first指向单链表中的第一个结点

  PNode last; //last指向单链表中的最后一个结点

  size_t size; //记录单链表中的结点个数

}List;

void InitList(List *list);//初始化单链表

void push_back(List *list, ElemType x);//在单链表的末尾插入元素

void push_front(List *list, ElemType x);//在单链表的头部插入元素

void show_list(List *list);//打印单链表

void pop_back(List *list);//删除单链表的最后一个元素

void pop_front(List *list);//删除单链表的第一个元素

void insert_val(List *list, ElemType val);//将数据元素插入到单链表中(要求此时单链表中的数据元素顺序排列)

Node* find(List *list, ElemType x);//查找单链表中数据值为x的结点

int length(List *list);//求单链表的长度

void delete_val(List *list, ElemType x);//按值删除单链表中的某个数据元素

void sort(List *list);//对单链表进行排序

void reverse(List *list);//逆置单链表

void clear(List *list);//清除单链表

void destroy(List *list);//摧毁单链表

//代码优化

Node* CreateNode(ElemType x); //创建一个单链表结点

Node* begin(List *list); //返回单链表的第一个结点

Node* end(List *list); //返回单链表中最后一个结点的下一个结点

void insert(List *list, Node *pos, ElemType x); //在单链表的特定位置(pos)插入新的结点

#endif //__SLIST_H__

slist.cpp

?

#include"slist.h"

void InitList(List *list) {

  list->first = list->last = (Node*)malloc(sizeof(Node)); //头结点

  assert(list->first != NULL);

  list->first->next = NULL;

  list->size = 0;

}

//push_back的优化

void push_back(List *list, ElemType x) {

  insert(list, end(list), x);

}

//push_front的优化

void push_front(List *list, ElemType x) {

  insert(list, begin(list), x);

}

void show_list(List *list) {

  //step 1:指针p指向单链表的第一个结点

  Node *p = list->first->next;

  //step 2:循环打印结点的信息

  while (p != NULL) {

    printf("%d->", p->data);

    p = p->next;

  }

  printf("Nul.\n");

}

void pop_back(List *list) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:定义指针p使其指向目标结点的前一个结点

  Node *p = list->first;//从头结点开始

  while (p->next != list->last)

    p = p->next;

  //step 3:删除目标结点

  free(list->last);

  list->last = p;

  list->last->next = NULL;

  //step 4:更新单链表的长度

  list->size--;

}

void pop_front(List *list) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:定义指针p使其指向目标结点的前一个结点

  Node *p = list->first->next;

  //step 3:删除目标结点

  list->first->next = p->next;

  free(p);

  //step 4:判断删除的结点是否是单链表的最后一个结点,若是则更新单链表的尾指针

  if (list->size == 1)

    list->last = list->first;

  //step 4:更新单链表的长度

  list->size--;

}

//insert_val的优化

void insert_val(List *list, ElemType x) {

  //step 1:创建一个新的结点

  Node *s = CreateNode(x);

  //step 2:定义指针p使其指向待插入位置的前一个结点

  Node *p = list->first;//从头结点开始

  while (p->next != NULL && p->next->data < s->data)

    p = p->next;

  //step 3:判断结点的待插入位置是否是表尾,若是则更新单链表的尾指针

  if (p->next == NULL)

    list->last = s;

  //step 4:插入结点

  s->next = p->next;

  p->next = s;

  //step 5:更新单链表长度

  list->size++;

}

Node* find(List *list, ElemType x) {

  //step 1:指针p指向单链表的第一个结点

  Node *p = list->first->next;

  //step 2:按照循环顺序查找链表结点

  while (p != NULL && p->data != x)

    p = p->next;

  return p;

}

int length(List *list) {

  return list->size;

}

void delete_val(List *list, ElemType x) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:确定结点在单链表中的位置,并判断其是否存在于单链表中

  Node *p = find(list, x);

  if (p == NULL) {

    printf("要删除的数据不存在!\n");

    return;

  }

  //step 3:判断结点位置是否是表尾

  if (p == list->last)//是表尾

    pop_back(list);

  else {//不是表尾

    Node *q = p->next;

    p->data = q->data;

    p->next = q->next;

    free(q);

    list->size--;

  }

}

void sort(List *list) {

  //step 1:判断单链表中的结点数是否为0或1

  if (list->size == 0 || list->size == 1) return;

  //step 2:将单链表中第一个结点之后的链表部分截出,方便重新按顺序插入链表之中

  Node *s = list->first->next; // 指针s指向单链表的第一个节点

  Node *p = s->next;//q指向s后面的结点

  list->last = s;//单链表的尾指针指向单链表的第一个结点

  list->last->next = NULL;//截断链表

  //step 3:将截出的链表中的结点根据其数据域大小重新插入到原来链表中

  while (p != NULL) {

    s = p;

    p = p->next;

    Node *q = list->first;

    while (q->next != NULL && q->next->data < s->data)

      q = q->next;

    if (q->next == NULL)//判断q此时指向的是否是单链表的最后一个结点,若是则更新链表的尾指针

      list->last = s;

    //将结点重新插入链表

    s->next = q->next;

    q->next = s;

  }

}

void reverse(List *list) {

  //step 1:判断单链表中的结点数是否为0或1

  if (list->size == 0 || list->size == 1) return;

  //step 2:将单链表中第一个结点之后的链表部分截出,然后将截出的链表中的结点按头插法重新插入到原链表中

  Node *p = list->first->next;

  Node *q = p->next;

  list->last = p;

  list->last->next = NULL;

  while (q != NULL) {

    p = q;

    q = q->next;

    p->next = list->first->next;

    list->first->next = p;

  }

}

void clear(List *list) {

  //step 1:判断单链表是否为空

  if (list->size == 0) return;

  //step 2:释放单链表中的每一个结点

  Node *p = list->first->next;

  while (p != NULL) {

    list->first->next = p->next;

    free(p);

    p = list->first->next;

  }

  //step 3:头指针和尾指针重新都指向头结点

  list->last = list->first;

  //step 4:更新链表长度

  list->size = 0;

}

void destroy(List *list) {

  //step 1:清空单链表

  clear(list);

  //step 2:释放头结点

  free(list->first);

  //step 3:头指针和尾指针都赋值为空

  list->first = list->last = NULL;

}

//优化

Node* CreateNode(ElemType x) {

  Node *s = (Node*)malloc(sizeof(Node));

  assert(s != NULL);

  s->data = x;

  s->next = NULL;

  return s;

}

Node* begin(List *list) {

  return list->first->next;

}

Node* end(List *list) {

  return list->last->next;

}

void insert(List *list, Node *pos, ElemType x) {

  //step 1:创建一个新的结点

  Node *s = CreateNode(x);

  //step 2:确定带插入位置

  Node *p = list->first;

  while (p->next != pos)

    p = p->next;

  //step 3:插入结点

  s->next = p->next;

  p->next = s;

  //step 4:判断结点是否插入到链表的表尾,若是则更新单链表的表尾指针

  if (pos == NULL)

    list->last = s;

  //step 5:更新单链表长度

  list->size++;

}

main.cpp

?

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#include"slist.h"

void main() {

  List mylist;

  InitList(&mylist);

  ElemType item;

  Node *p = NULL;

  int select = 1;

  while (select) {

    printf("*******************************************\n");

    printf("*[1] push_back    [2] push_front  *\n");

    printf("*[3] show_list    [4] pop_back   *\n");

    printf("*[5] pop_front    [6] insert_val  *\n");

    printf("*[7] find       [8] length    *\n");

    printf("*[9] delete_val    [10] sort     *\n");

    printf("*[11] reverse     [12] clear     *\n");

    printf("*[13*] destroy     [0] quit_system  *\n");

    printf("*******************************************\n");

    printf("请选择:>>");

    scanf("%d", &select);

    if (select == 0) break;

    switch (select) {

    case 1:

      printf("请输入要插入的数据(-1结束):>");

      while (scanf("%d", &item), item != -1) {

        push_back(&mylist, item);

      }

      break;

    case 2:

      printf("请输入要插入的数据(-1结束):>");

      while (scanf("%d", &item), item != -1) {

        push_front(&mylist, item);

      }

      break;

    case 3:

      show_list(&mylist);

      break;

    case 4:

      pop_back(&mylist);

      break;

    case 5:

      pop_front(&mylist);

      break;

    case 6:

      printf("请输入要插入的数据:>");

      scanf("%d", &item);

      insert_val(&mylist, item);

      break;

    case 7:

      printf("请输入要查找的数据:>");

      scanf("%d", &item);

      p = find(&mylist, item);

      if (p == NULL)

        printf("要查找的数据在单链表中不存在!\n");

      break;

    case 8:

      printf("单链表的长度为%d\n", length(&mylist));

      break;

    case 9:

      printf("请输入要删除的值:>");

      scanf("%d", &item);

      delete_val(&mylist, item);

      break;

    case 10:

      sort(&mylist);

      break;

    case 11:

      reverse(&mylist);

      break;

    case 12:

      clear(&mylist);

      break;

      //case 13:

      //destroy(&mylist);

      //break;

    default:

      printf("选择错误,请重新选择!\n");

      break;

    }

  }

  destroy(&mylist); //程序结束,摧毁链表

}

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