数据结构基础(一):单链表 双链表 循环链表

(1)单链表


编程实现一个单链表的建立/测长/打印。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
typedef struct student
{
   int data;
   struct student *next;
}node;
//建立单链表
node *creat()
{
  node *head,*p,*s;
  int x,cycle=1;
  head = (node*)malloc(sizeof(node));//最初头部没有值,只是用来指向第一个元素
  p=head;
  while(cycle)
  {
     printf(" please input the data");
     scanf("%d",&x);
     if(x!=0)
     {
       s=(node *)malloc(sizeof(node)); //为元素分配内存
       s->data = x;
       printf(" %d",s->data);
       p->next = s;                   //前一个元素的指针指向现在的元素
       p=s;                           //现在的元素成为前一个元素
     }
     else cycle = 0;
  }
  head = head->next;                  //将头指向第一个元素
  p->next = NULL;                     //尾部指向NULL
  printf(" yyy %d",head->data);
  return(head);
}
//单链表测长
int length(node *head)
{
 int n=0;
 node *p;
 p = head;                            //链表初始
 while(p!=NULL)                       //链表结束
 {
   p=p->next;
   n++;
 }
 return(n);
}
//单链表打印
void print(node *head)               //链表初始
{                                    //链表结束
  node *p;int n;
  n = length(head);
  printf(" Now,These %d records are: ",n);
  p = head;
  if(head!=NULL)
  while(p!=NULL)
  {
   printf(" uuu %d ",p->data);
   p = p->next;
  }

}


编程实现单链表删除节点。

如果删除的是头节点,则把head指针指向头节点的下一个节点。同时free p1;
如果删除的是中间节点,则把p2的next指向p1的next,同时free p1;
代码如下:
node *del(node *head, int num)
{
  node *p1,*p2;
  p1 = head;
  while(num!=p1->data && p1->next!=NULL) //挨着遍历,p2为找到的那个元素的前一个元素
  {
    p2=p1;
    p1=p1->next;
  }
  if(num==p1->data)
  {
    if(p1==head)       //要删除的是头节点
    {
      head = p1->next;
      free(p1);
    }
    else
    {
     p2->next = p1->next;//要删除的是中间节点(含尾节点)
     free(p1);
    }
  }
  else
  printf(" %d cound not be found",num);
  return(head);          //链表操作一般返回头节点
}

编写程序实现单链表的插入。
如果插入在头节点以前,则p0的next指向p1,头节点指向p0;
如果插入中间节点,则先让p2的next指向p0,再让p0指向p1;
如果插入尾节点,则先让p1的next指向p0,再让p0指向空;
代码如下:
/*这里链表默认按从小到达排序*/
node *insert(node *head, int num)
{
 node *p0,*p1,*p2;
 p1 = head;
 p0 = (node *)malloc(sizeof(node));
 p0->data = num;
 while(p0->data>p1->data && p1->next!=NULL)
 {
  p2=p1;
  p1=p1->next;
 }
 if(p0->data<=p1->data)//判断不可少,因为可能到链表末尾了
 {
   if(head==p1)
   {
     p0->next = p1;
     head = p0;
   }
   else
   {
     p2->next = p0;
     p0->next = p1;
   }
 }
 else
 {
      p1->next = p0;
      p0->next = NULL;
 }
 return(head);
}

编程实现单链表的排序
代码如下:
/*单链表排序 双重循环 两两比较 每次找出剩下元素中最大的*/

node *sort(node *head)
{
 node *p,*p2,*p3;
 int n; int temp;
 n = length(head);
 if(head==NULL || head->next ==NULL)
 return head;
 p = head;
 for(int i=1;i<n;i++)
 {
   for(int j=1;j<=n-i;j++)
   {
     if(p->data>p->next->data)   //两两比较,比后者大则互换
     {
      temp = p->data;
      p->data = p->next->data;
      p->next->data = temp;
     }
     p = p->next;
   }
 }
 return head;
}

编程实现单链表的逆置。
代码如下:
/*进行单链表逆置,首先要让p2的next指向p1
再让p1等于p2,p2等于p3,也就是说每次只调换一个箭头,
形成一个循环
*/
node *reverse(node *head)
{
  node *p1,*p2,*p3;
  if(head==NULL||head->next==NULL)
  return head;
  p1=head,p2=p1->next;
  while(p2)
  {
    p3=p2->next;
    p2->next = p1;
    p1 = p2;
    p2 = p3;
  }
  head->next = NULL;
  head = p1;
  return head;
}


有一个C语言用来删除单链表的头元素的函数,请找出其中的问题并加以纠正。
void RemoveHead(node* head)
{
  free(head);
  head = head->next;
}
当然不对,先free(head)之后,就找不到head了,下一句head = head->next 就不能正确链接了
正确答案如下:
(1)
void RemoveHead(node* head)
{
   node *p;
   p = head->next;
   head->next = p->next;
   free(p);
}
(2)
void removeHead(node* head)
{
  node * p1;
  p1 = head;
  head = p1->next;
  free(p1);
}

给出一个单链表,不知道节点N的值,怎样只遍历一次就可以求出中间节点,写出算法。
想法很巧妙:设立两个指针,比如*p和*q。每次移动两个位置,即p=p->next->next,q每次移动一个位置,即q = q->next。当p到达最后一个节点时,q就是中间节点了。
void searchmid(node* head, node* mid)
{
  node *temp = head;
  while(head->next->next!=NULL)
  {
    head = head->next->next;
    temp = temp->next;
    mid = temp;
  }
}



(2)双链表


双链表与单链表类似,只是增加了一个前置链而已。

代码如下:
/*双链表建立仅仅比单链表建立多一个指向前一个元素的指针*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct student
{
    int data;
    struct student *next;
    struct student *pre;
}dnode;

dnode *creat()
{
    dnode *head,*p,*s;
    int x,cycle = 1;
    head = (dnode*)malloc(sizeof(dnode));
    p = head;
    while(cycle)
    {
       printf(" please input the data:");
       scanf("%d",&x);
       if(x!=0)
       {
         s=(dnode*)malloc(sizeof(dnode));
         s->data=x;
         printf(" %d",s->data);
         p->next = s;
         s->pre  = p;
         p = s;
       }
       else
       cycle = 0;     
    }
    head = head->next;
    head->pre = NULL;
    p->next = NULL;
    printf(" yyy %d",head->data);
    return (head);

}


编程实现双链表删除/插入节点。
代码如下:

dnode *del(dnode *head, int num)
{
   dnode *p1,*p2;
   p1 = head;
   while(num!=p1->data && p1->next!=NULL)
   p1 = p1->next;
   
   if(num==p1->data)
   {
     if(p1==head)
     {
       head = head->next;
       head->pre = NULL;
       free(p1);
     }
     else if(p1->next ==NULL)
     {
       p1->pre->next = NULL;
       free(p1);
     }
     else
     {
       p1->next->pre = p1->pre;
       p1->pre->next = p1->next;
       //free(p1);
     }
   }
   else
   printf(" %d cound not been found",num);
   return(head);
}
/*
双链表插入节点
*/
dnode *insert(dnode *head,int num)
{
  dnode *p0,*p1;
  p1 = head;
  p0 = (dnode *)malloc(sizeof(dnode));
  p0->data = num;
  while(p0->data>p1->data && p1->next!=NULL)
  p1= p1->next;
  if(p0->data<=p1->data)
  {
     if(head==p1)                 //删除头
     {
       p0->next = p1;
       p1->pre = p0;
       head = p0;
     }
     else                        //删除中间
     {
       p1->pre->next = p0;
       p0->next = p1;
       p0->pre = p1->pre;
       p1->pre = p0;
     }
  }
  else                          //删除尾
  {
    p1->next = p0;
    p0->pre = p1;
    p0->next = NULL;
  }
  return(head);    
}

(3)循环链表


已知n个人(以编号1,2,3,...,n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为k的人开始报数,数到m的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到m的那个人又出列;依次规律重复下去,直到圆桌周围的人全部出列。试用c++编程实现。
先给一个简单的版本,即没有k,直接从1开始的:
//初始位置从1开始
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int linktype(int n, int m)
{
  int people,password;
  struct node
  {
     int data;
     struct node *next;
  }NODE:
  node *p,*head,*q, *pri;
  head = (node *)malloc(sizeof(struct node));
  head->next = NULL;
  head->data = 1;
  q = head;
  for(int i=2;i<=n;i++)
  {
   p=(node *)malloc(sizeof(struct node));
   p->data = i;
   p->next = NULL;
   q->next = p;
   q = q->next;
  }
  q->next = head;
  pri =q;p = head;
  people = 0;password = 1;
  while(peopel<n)
  {
    pri = pri->next;
    p = p->next;
    password++;
    if(password==m)
    {
     printf("%d",p->data);
     node *temp;
     temp = p;
     pri->next = p->next;
     p = p->next;
     free(temp);
     people++;
     password=1;
    }
  }
  printf(" ");
  return 0;
}

int main()
{
  int n,m;
  printf("请输入人数和密码");
  while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
  {
     if(m<0||n<0)
     {
       printf("输入错误,请重新输入 ");
       continue;
     }
     linktype(n,m);
  }
  system("pause");
  return 0;
}

再给一个版本:大同小异,不过一开始把指针移动到K处的位置,两个版本结合理解
//初始位置从K开始
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define ERROR 0
typedef struct LNode{
   int data;
   struct LNode *link;
}LNode,*LinkList;

void JOSEPHUS(int n,int k, int m)
//n为总人数,k为第一个开始报数的人,m为出列者喊道的数
{
  /*p为当前节点,r为辅助节点,指向p的前驱节点,list为头节点*/
  LinkList p,r,list,curr;
  /*建立循环链表*/
  p = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
  p->data = 0;
  p->link = p;

  curr = p;
  for(int i=1;i<n;i++)   //与xuanhuanlianbiao1的区别在于始终保持了尾节点指向了头节点,前者则是尾节点指向NULL,最后出循环后再指向头节点
  {
    LinkList t = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    t->data = i;
    t->link = curr->link;
    curr->link = t;
    curr = t;
  }
  /*把当前指针移动到第一个报数的人*/
  r = curr;
  while(k--)
   {
   r=p;p=p->link;
   }
  while(n--)
  {
    for(int s=m-1;s--;r=p,p=p->link);
    r->link = p->link;
    printf("%d->",p->data);
    free(p);
    p=r->link;
  }  
}

main()
{
  JOSEPHUS(15,5,8);
}

附录:单链表 双链表 循环链表 完整.c文件下载(http://www.t00y.com/file/31447179)。

原文地址:https://www.cnblogs.com/james1207/p/3358126.html