单链表——基本操作

单链表结构定义

//注意：所有对链表的结点操作都用变量节点pMove来完成，实现灵活遍历等使用
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef char elemType;
typedef struct NodeList
{

    char element;//数据区域
    struct NodeList *next;//指针域
}Node;//结点定义+变量定义

初始化带头结点的单链表（均是对指针的定义，因此传入指针的地址，即地址的地址**）

//1.初始化带头结点的单链表
void InitialList(Node **pNode){

    //个人建议每一次malloc分配内存空间后，都要进行判断分配是否成功，也即判断是否为空；
    //此时的这个pNode就是一个头结点；
    //初始化成功后，其实相当于是一个正常的链表了；
    *pNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    if (*pNode == NULL) {
        printf("
%s函数执行，内存分配失败，初始化单链表失败
",__FUNCTION__);
    }else{

        (*pNode)->next = NULL;
        printf("
%s带头结点的单链表初始化完成
",__FUNCTION__);
    }
}

创建带头结点的单链表

//2.创建带头结点的单链表
void CreateList(Node *pNode){

    /**
     *  就算一开始输入的数字小于等于0，带头结点的单链表都是会创建成功的，只是这个单链表为空而已，也就是里面除了头结点就没有其他节点了。
     */
    Node *pInsert;
    Node *pMove;
   int i;
    pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node));//需要检测分配内存是否成功 pInsert == NULL  ?
    memset(pInsert, 0, sizeof(Node));//用于为占内存大的数据结构如数组、结构体快速初始化
    pInsert->next = NULL;
    scanf("%c",&(pInsert->element));//先初始化一个首元节点pInsert
    
    pMove = pNode;//创建一个专门用来遍历结点的结点指针pMove，首先从头节点开始遍历

    for( i=0;i<5;i++)
    {

        pMove->next = pInsert;//将刚才初始化的首元节pInsert点连接到头节点pMove后面
        pMove = pInsert;//遍历结点指针pMove转移到首元节点上

        pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //需要检测分配内存是否成功 pInsert == NULL  ?
        memset(pInsert, 0, sizeof(Node));
        pInsert->next = NULL;
        scanf("%c",&(pInsert->element));//又创建了新的结点
        
   }


    printf("
%s带头结点的单链表创建成功
",__FUNCTION__);
}

memset功能函数：

函数原型是：void *memset(void *s, int ch, size_t n);

函数功能是：将s所指向的某一块内存中的前n个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值， 第一个值为指定的内存地址，块的大小由第三个参数指定，这个函数通常为新申请的内存做初始化工作， 其返回值为指向s的指针，它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快方法。
 头文件是：<memory.h>或<string.h>
memset函数通常用来对一块已经分配地址的内存进行初始化，并且通常初始化为0或者字符''（实际上是一样的）

打印链表

//3.打印带头结点的单链表
void PrintList(Node *pNode){
    /**
     *  注意这里，如果单链表为空（只有一个头结点），我也让它打印（打印成功）。只是里面没有元素，打出来是空的而已,所以在控制台上就是一行空的；
     */
        Node *pMove;//创建遍历节点的结点变量
        pMove = pNode->next;//从首元结点（即头节点pNode后面->next的结点）开始遍历
        while (pMove != NULL)
        {
            printf("%c",pMove->element);
            pMove = pMove->next;//继续后移
        }

      
}

清除链表

//4.清除链表表中的所有元素，即释放所有节点（除了头结点），使之成为一个空表
void ClearList(Node *pNode){

    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;//从首元结点开始遍历
    while (pMove != NULL) 
    {

        pNode->next = pMove->next;//每次删首元之前先重设置新的首元（即要删除首元的下一个节点）
        free(pMove);//删首元
        pMove = pNode->next;
    }

    printf("
%s函数执行，清空带头结点的链表成功
",__FUNCTION__);
}

返回链表长度

//5.返回带头结点的单链表的长度
int SizeList(Node *pNode){
    /**
     *  当只有一个头结点的时候，size = 0；头节点不计算到链表长度中。
     */
    int i = 0;
    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;//首元开始遍历
    while (pMove != NULL) {
        i++;
        pMove = pMove->next;
    }

    printf("
%s带头结点的单链表h的长度为：%d
",__FUNCTION__,i);

    return i;
}

判断链表是否为空

//6.判断带头结点的单链表是否为空，为空则返回1，否则返回0
int IsEmptyList(Node *pNode){
    /**
     *  当只有一个头结点的时候，该链表就为空
     */
    if (pNode->next == NULL) {
        printf("
%s带头结点的链表h为空
",__FUNCTION__);
        return 1;
    }

    printf("
%s带头结点的链表h非空
",__FUNCTION__);

    return 0;
}

查找具体位置节点元素

//7.返回单链表中第pos个结点中的元素，若返回-1，表示没有找到
int GetElement(Node *pNode,int pos){

    int i = 1;

    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;//首元结点开始

    while (pMove != NULL) //尾结点之前
    {
        if (i == pos)
        {

            printf("
%spos=%d位置的值是%c
",__FUNCTION__,pos,pMove->element);
            return pMove->element;
        }

        i++;
        pMove = pMove->next;
    }

    printf("
%s函数执行，在pos=%d位置没有找到值
",__FUNCTION__,pos);
    return -1;
}

查找给定元素节点位置

//8.从单链表中查找具有给定值x的第一个元素，若查找成功则返回该结点data域的存储地址，否则返回NULL
elemType* GetElemAddr(Node *pNode,char x){

    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;

    while (pMove != NULL) {
        if (pMove->element == x) {
            printf("
%s查找到x=%c的内存地址为:0x%x
",__FUNCTION__,x,&(pMove->element));
            return &(pMove->element);
        }
        pMove = pMove->next;
    }

    printf("
%s函数执行，在带头结点的单链表中没有找到x=%d的值，无法获得内存地址
",__FUNCTION__,x);

    return NULL;
}

修改节点元素

//9.把单链表中第pos个结点的值修改为x的值
Node* ModifyElem(Node *pNode,int pos,int x){

    int i = 1;
    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;
    while (pMove != NULL) {
        if (i == pos) {
            pMove->element = x;
            printf("
%s函数执行，把pos=%d位置的值改为%d成功
",__FUNCTION__,pos,x);
            return pNode;
        }
        i++;
        pMove = pMove->next;
    }
    printf("
%s函数执行，链表为空或者输入pos值非法，修改值失败
",__FUNCTION__);

    return pNode;
}

头插法（常用于向链表中添加结点元素）

//10.向单链表的表头插入一个元素
Node *InsertHeadList(Node *pNode,int x)
{

     Node *pInsert;
    pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    memset(pInsert, 0, sizeof(Node));
    pInsert->element = x;

    pInsert->next = pNode->next;
    pNode->next = pInsert;

    printf("%s在表头插入元素%d成功
",__FUNCTION__,x);
    return pNode;
}

尾插法

// 11.向单链表的末尾添加一个元素
Node *InsertTailList(Node *pNode,int x){

    Node *pMove;
    Node *pInsert;
   
    pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    memset(pInsert, 0, sizeof(Node));
    pInsert->element = x;
    pInsert->next = NULL;//先为要插入的元素创建结点，由于差在尾部所以新的节点指针域为空指针NULL（比以往多了一步）

    pMove = pNode;
    while (pMove->next != NULL)//找尾指针
    {
        pMove = pMove->next;
    }
    pMove->next = pInsert;

    

    return pNode;
}

删除元素

//12.从单链表中间删除元素
Node *DeleteRand(Node *pNode,int index)
{
    int e;
    Node *pMove;
    Node *q;
    int i;
    pMove = pNode;
    
    for(i=0;i<index-1;i++)
    {
        pMove=pMove->next;
    }
    q=pMove->next;
    e=q->element;
    pMove->next=q->next;
    
    free(q);
    printf("
%s在表间第%d位置删除元素成功
",__FUNCTION__,index);
    
    return pNode;
}

插入元素

//13.向链表中间插入一个元素
Node *InsertRand(Node *pNode,int index,int a)
{
    Node *pInsert;
    Node *pMove;
    int i;
    
    pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    memset(pInsert, 0, sizeof(Node));
    pInsert->element = a;
    
    
    pMove = pNode;
    
    
    for(i=0;i<index-1;i++)
    {
        pMove=pMove->next;
    }
    pInsert->next=pMove->next;
    pMove->next=pInsert;
    printf("
%s在表间第%d位置插入元素%c成功
",__FUNCTION__,index,a);
    ;
    return pNode;
}    

主函数测试（注意用头插法输入元素）

int main(int argc, const char * argv[])
{

    Node *pList;

    InitialList(&pList);

   InsertTailList(pList,'a');
   InsertTailList(pList,'b');
   InsertTailList(pList,'c');
   InsertTailList(pList,'d');
   InsertTailList(pList,'e');
   PrintList(pList);
    SizeList(pList);

    IsEmptyList(pList);

    GetElement(pList, 3);

    GetElemAddr(pList, 'a');

    InsertRand(pList,4,'f');
     PrintList(pList);
    
     DeleteRand(pList,3);
     PrintList(pList);

    
   
    

    ClearList(pList);
    PrintList(pList);

    return 0;
}