数据结构（C语言）实验-单链表

fffffall2852023-11-11 11:35

不带头结点的单链表

链表倒置

假设线性表（a1,a2,a3,...an）采用不带头结点的单链表存储，

请设计算法函数linklist reverse1(linklist head)和

void reverse2(linklist *head)将不带头结点的单链表head就地倒置，

使表变成（an,an-1,...a3.a2,a1）。并构造测试用例进行测试。

cpp 复制代码 
linklist reverse1(linklist head)
{
    linklist p;
    linklist new_list;
    new_list = NULL;
    p = NULL;
    while (head == NULL || head->next == NULL) {
        return head;
    }
    while (head != NULL) {
        p = head;
        head = head->next;
        p->next = new_list;// p结点插入到链表头部
        new_list = p;// 更新new_list指针在链表头部
    }
    return new_list;
}

插入结点

假设不带头结点的单链表head是升序排列的，设计算法函数linklist insert(linklist head,datatype x)，

将值为x的结点插入到链表head中，并保持链表有序性。

分别构造插入到表头、表中和表尾三种情况的测试用例进行测试。

cpp 复制代码 
linklist insert(linklist head ,datatype x)
{
    linklist p = head;
    if(p->info > x) { //判断表头
        linklist dummy = (linklist*)malloc(sizeof(linklist));
        dummy->info = x;
        dummy->next = head;
        return dummy;
    }
    while(p->next) {
        if (p->next->info > x) {
            linklist dummy = (linklist*)malloc(sizeof(linklist));
            dummy->info = x;
            dummy->next = p->next;
            p->next = dummy;
            return head;
        } else {
            p = p->next;
        }
    }
    linklist dummy = (linklist*)malloc(sizeof(linklist));
    dummy->info = x;
    dummy->next = NULL;
    p->next = dummy;
    return head;
}

附录

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> 
/**************************************/
/* 链表实现的头文件，文件名slnklist.h */
/**************************************/
 typedef int datatype;
 typedef struct link_node{
   datatype info;
   struct link_node *next;
 }node;
typedef node *linklist;

/**********************************/
/*函数名称：creatbystack() 			 */
/*函数功能：头插法建立单链表            */
/**********************************/
linklist creatbystack()
{  linklist  head,s;
    datatype x;
    head=NULL;
    printf("请输入若干整数序列:\n");
    scanf("%d",&x);
    while (x!=0)		/*以0结束输入*/
    {   s=(linklist)malloc(sizeof(node));  /*生成待插入结点*/
        s->info=x;
        s->next=head;			/*将新结点插入到链表最前面*/
        head=s;
        scanf("%d",&x);
    }
    return head;				/*返回建立的单链表*/
}
/**********************************/
/*函数名称：creatbyqueue() 			 */
/*函数功能：尾插法建立单链表            */
/**********************************/
linklist creatbyqueue()
{
    linklist head,r,s;
    datatype x;
    head=r=NULL;
    printf("请输入若干整数序列:\n");
    scanf("%d",&x);
    while (x!=0) /*以0结束输入*/
    {    s=(linklist)malloc(sizeof(node));
         s->info=x;
         if (head==NULL)		/*将新结点插入到链表最后面*/
            head=s;
         else
            r->next=s;
        r=s;
        scanf("%d",&x);
   }
    if (r)  r->next=NULL;
    return head;					/*返回建立的单链表*/
}
/**********************************/
/*函数名称：print()		 			 */
/*函数功能：输出不带头结点的单链表      */
/**********************************/
void print(linklist head)
{   linklist p;
    int i=0;
    p=head;
    printf("List is:\n");
    while(p)
    {
        printf("%5d",p->info);
        p=p->next;
         i++;
		 if (i%10==0) printf("\n");
    }
    printf("\n");
}
/**********************************/
/*函数名称：delList()		 		 */
/*函数功能：释放不带头结点的单链表      */
/**********************************/
void delList(linklist head)
{ linklist p=head;
  while (p)
  { head=p->next;
    free(p);
    p=head;
  }
}

带头结点的单链表

链表倒置

假设线性表（a1,a2,a3,...an）采用带头结点的单链表存储，请设计算法函数void reverse(linklist head)，

将带头结点的单链表head就地倒置，使表变成（an,an-1,...a3.a2,a1）。并构造测试用例进行测试。

cpp 复制代码 
//例如，h->1->2->3,h->1 2->3,h->2->1 3,h->3->2->1
void reverse(linklist head)
{
    //没有元素或者一个元素直接return
    if (head->next == NULL || head->next->next == NULL) {
        return;
    }
    linklist pre,cur;
    cur = head->next;
    pre = NULL;
    //断开头结点
    head->next = NULL;
    while(cur != NULL) {
        //更新pre和cur指针
        pre = cur;
        cur = cur->next;
        //头插法插入节点
        pre->next = head->next;
        head->next = pre;
    }
}

插入结点

假设带头结点的单链表head是升序排列的，设计算法函数linklist insert(linklist head,datatype x)，

将值为x的结点插入到链表head中，并保持链表有序性。

分别构造插入到表头、表中和表尾三种情况的测试用例进行测试。

cpp 复制代码 
void  insert(linklist head ,datatype x)
{
    linklist pre,cur,dummy;
    //创建插入的节点dummy
    dummy = (linklist*)malloc(sizeof(linklist));
    dummy->info = x;
    pre = head;
    cur = head->next;
    //找到x插入的位置
    while (cur && cur->info < x) {
        pre = cur;
        cur = cur->next;
    }
    //插入dummy结点
    pre->next = dummy;
    dummy->next = cur;
    return head;
}

查找倒数第k个结点的地址

编写一个程序，用尽可能快的方法返回带头结点单链表中倒数第k个结点的地址，如果不存在，则返回NULL。

cpp 复制代码 
linklist  search(linklist head,int k)
{
    /*linklist p,x;
    p = head->next;
    x = p;
    int cnt = 0;
    //计算链表的长度
    while (x) {
        cnt++;
        x = x->next;
    }
    //找不到结点
    if (k > cnt) {
        return NULL;
    }
    //找到倒数第k个结点
    for (int i = 0; i < cnt - k; i++) {
        p = p->next;
    }
    return p;*/
    linklist fast = head;
    linklist slow = head;
    //flag用于记录k是否不在范围之内
    int flag = 0;
    //快指针走k步
    for(int i = 0; i < k && fast; i++) {
        fast = fast->next;
    }
    //慢指针快指针一起走
    while(fast) {
        fast = fast->next;
        slow = slow->next;
        flag = 1;
    }
    return flag == 1 ? slow : NULL;
}

多项式相加

cpp 复制代码 
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

typedef struct node
{       int coef;        /*系数*/
        int expn;       /*指数*/
        struct node *next;
}listnode;        //多项式存储结构

typedef listnode *linklist;
void delList(linklist head);

 /*
 函数名称： creat()
 函数功能：建立多项式存储结构，并且多项式在表中按所在项的指数递增存放
 */
linklist creat()            //建立多项式存储结构，
{
      linklist head,s,p,pre,r;
      int coef;
      int expn;
      head=(linklist)malloc(sizeof(listnode));    /*生成头结点*/
      head->next=NULL;
      printf("请输入多项式，每一项只需输入系数，指数(当输入的系数为0时结束输入)：\n");
      scanf("%d",&coef);         //输入系数
      scanf("%d",&expn);        //输入指数
      p = head;
      while (coef!=0)       //请在此处填上适当的代码
      {
         s = (linklist)malloc(sizeof(listnode)); //插入新结点
         s->coef = coef;
         s->expn = expn;
         s->next = NULL;
         head->next = s; //head指针后移
         head = s;
         scanf("%d",&coef);         //输入系数
         scanf("%d",&expn);        //输入指数
         //printf("while");
      }
     return p;
}

void print(linklist head) //输出多项式
  {
        linklist p;
        p=head->next;
        while (p)
        {   printf("%d(X)",p->coef);
            printf("%d    ",p->expn);
            p=p->next;
        }
        printf("\n");
 }

 /*
 函数名称： add()
 函数功能：多项式相加
 入口参数：a与b是存储多项式的带头结点单链表，并且多项式在表中按所在项的指数递增存放
 */
linklist add(linklist a,linklist b)  //请将本函数补充完整
{
    linklist pa,pb,c,pc,r;
    pa = a;
    pb = b;
    c = (linklist)malloc(sizeof(listnode));
    c->next = NULL;
    pc = c;
    while (pa && pb) {
        if (pa->expn == pb->expn) {
            r = (linklist)malloc(sizeof(listnode));
            //两个多项式相加
            r->expn = pa->expn;
            r->coef = pa->coef + pb->coef;
            r->next = NULL;
            //插入进入c链表
            pc->next = r;
            pc = r;
            //双指针后移
            pa = pa->next;
            pb = pb->next;
        } else if (pa->expn < pb->expn) {
            r = (linklist)malloc(sizeof(listnode));
            //将a结点插入进c
            r->expn = pa->expn;
            r->coef = pa->coef;
            r->next = NULL;
            pc->next = r;
            pc = r;
            //pa后移
            pa = pa->next;
        } else {
            r = (linklist)malloc(sizeof(listnode));
            //将b结点插入进c
            r->expn = pb->expn;
            r->coef = pb->coef;
            r->next = NULL;
            pc->next = r;
            pc = r;
            //pb后移
            pb = pb->next;
        }
    }
    pc->next = pa ? pa : pb;
    return c->next;
}

int main()
 {
           linklist a,b,c;
           a=creat();
           printf("多项式a为：");
           print(a);

           b=creat();
           printf("多项式b为：");
           print(b);

           c=add(a,b);
           printf("两个多项式的和为：\n");
           print(c);
           delList(c);
           return 0;
 }
 /***************************************/
/*函数名称：delList()		 	                	 */
/*函数功能：释放带头结点的单链表      */
/***************************************/
void delList(linklist head)
{ linklist p=head;
  while (p)
  { head=p->next;
    free(p);
    p=head;
  }
}

附录

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/****************************************/
/* 链表实现的头文件，文件名slnklist.h */
/****************************************/
 typedef int datatype;
 typedef struct link_node{
        datatype info;
        struct link_node *next;
 }node;
typedef node *linklist;
/**********************************************/
/*函数名称：creatbystack() 		       	                     */
/*函数功能：头插法建立带头结点的单链表    */
/**********************************************/
linklist creatbystack()
{

    linklist  head,s;
    datatype x;
    head=(linklist)malloc(sizeof(node));
    head->next=NULL;

    printf("请输入整数序列（空格分开，以0结束）:\n");
    scanf("%d",&x);
    while (x!=0)
    {
        s=(linklist)malloc(sizeof(node));
        s->info=x;

        s->next=head->next;
        head->next=s;

        scanf("%d",&x);
    }
    return head;
}
/***************************************/
/*函数名称：creatbyqueue() 			   */
/*函数功能：尾插法建立带头结点的单链表 */
/***************************************/
linklist creatbyqueue()
{
    linklist head,r,s;
    datatype x;
    head=r=(linklist)malloc(sizeof(node));
    head->next=NULL;
    printf("请输入整数序列（空格分开，以0结束）:\n");
    scanf("%d",&x);
    while (x!=0)
    {
         s=(linklist)malloc(sizeof(node));
         s->info=x;
         r->next=s;
         r=s;
         scanf("%d",&x);
   }
    r->next=NULL;
    return head;
}
/**********************************/
/*函数名称：print()		 			 */
/*函数功能：输出带头结点的单链表      */
/**********************************/
void print(linklist head)
{
    linklist p;
    int i=0;
    p=head->next;
    printf("List is:\n");
    while(p)
    {
        printf("%7d",p->info);
        i++;
        if (i%10==0)    printf("\n");
        p=p->next;
    }
    printf("\n");

}

/******************************************/
/*函数名称：creatLink() 			      */
/*函数功能：从文件中读入n个数据构成单链表 */
/******************************************/
linklist creatLink(char *f, int n)
{
    FILE *fp;
    int i;
    linklist s,head,r;
    head=r=(linklist)malloc(sizeof(node));
    head->next=NULL;
    fp=fopen(f,"r");
    if (fp==NULL)
        return head;
    else
    {
         for (i=0;i<n;i++)
            {
                s=(linklist)malloc(sizeof(node));
                fscanf(fp,"%d",&(s->info));
                r->next=s;
                r=s;
            }
        r->next=NULL;
        fclose(fp);
        return head;
    }
}

/*
    函数名称：writetofile
    函数功能：将链表内容存入文件f
*/
void writetofile(linklist head, char *f)
{
    FILE *fp;
    linklist p;
    int i=0;
    fp=fopen(f,"w");
    if (fp!=NULL)
    {
        p=head->next;
        fprintf(fp,"%s","List is:\n");
        while(p)
        {
            fprintf(fp,"%7d",p->info);
            i++;
            if (i%10==0)    fprintf(fp,"%c",'\n');
            p=p->next;
        }
        fprintf(fp,"%c",'\n');
        fclose(fp);
    }
    else    printf("创建文件失败!");

}


/**********************************/
/*函数名称：delList()		 		 */
/*函数功能：释放带头结点的单链表      */
/**********************************/
void delList(linklist head)
{ linklist p=head;
  while (p)
  { head=p->next;
    free(p);
    p=head;
  }
}
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