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Project: single linkeed list (数据结构 单链表)
Date: 2021-10-7 09:26:57
Author: Frank Wang
InitList(LinkList &L) 参数：单链表L 功能：初始化 时间复杂度 O(1)
ListLength(LinkList L) 参数：单链表L 功能：获得单链表长度 时间复杂度O(n)
ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)
ListDelete(LinkList &L,int i) 参数：单链表L，位置i 功能：删除位置i元素 时间复杂度O(n)[加入了查找]
若已知p指针指向的删除 最好是O(1),因为可以与后继结点交换数据域，然后删除后继结点。
最坏是O(n),即从头查找p之前的结点,然后删除p所指结点
LocateElem(LinkList L,ElemType e) 参数：单链表L，元素e 功能：查找第一个等于e的元素，返回指针 时间复杂度O(n)
*/
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<iostream>
using namespace std;
#define Status int
#define ElemType int
//单链表结点数据结构
typedef struct LNode
{
ElemType data;//数据域
struct LNode *next;
struct LNode *prior;//指针域
}LNode,*LinkList;
//**************************基本操作函数***************************//
//初始化函数
Status InitList(LinkList &L)
{
L = new LNode;//生成头结点 这样删除等操作就不必分第一个结点和其他了
L->next = NULL;
return 1;
}
//获取单链表长度 头结点无数据，不算
int ListLength(LinkList L)
{
LinkList p=L;int sum=0;
while(p)
{
sum++;
p=p->next;
}
return sum-1;//去除头结点
}
//哪种插入法？？？？
bool ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)
{
LNode* s;LinkList p=L;int j=0;
while(p&&(j<i-1))//j指到i-1位置或者p已经到最后时跳出
{
p=p->next;
++j;
}
if(!p||j>i-1)//i<1或者i>ListLength(L)+1时,插入位置无效 不调用ListLength,提高效率
{
printf("插入位置无效！！！\n");
return false;
}
s=new LNode;
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return true;
}
bool ListInsert1(LinkList &L, int i, ElemType e)
{
if(ListLength(L)==0){
ListInsert(L, i, e);
return true;
}
LNode* s; LinkList p = L; int j = 0;
while (p && (j < i))//j指到i-1位置或者p已经到最后时跳出
{
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i)//i<1或者i>ListLength(L)+1时,插入位置无效 不调用ListLength,提高效率
{
printf("插入位置无效！！！\n");
return false;
}
s = new LNode;
s->data = e;
s->next = p->next;
p->next = s;
return true;
}
//删除函数 删除位置i的结点 即删除i-1之后的结点
bool ListDelete(LinkList &L,int i)
{
LNode* s;LinkList p=L;int j=0;
LinkList q;
while(p&&(j<i-1))//j指到i-1位置
{
p=p->next;
++j;
}
if(!(p->next)||j>i-1)//i<1或者i>ListLength(L)时,删除位置无效
{
printf("删除位置无效！！！\n");
return false;
}
q=p->next;
p->next=q->next;
free(q);//释放空间
return true;
}
//查找函数 按值查找 查找第一个等于e的结点 成功返回该结点指针，否则返回NULL
LNode *LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
LNode *p=L;
while(p&&(p->data!=e))
{
p=p->next;
}
return p;
}
//**************************功能实现函数**************************//
//遍历输出函数
void PrintList(LinkList L)
{
LinkList p=L->next;//跳过头结点
if(ListLength(L))
{
printf("当前单链表所有元素:");
while(p)
{
printf("%d ",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
else
{
printf("当前单链表已空！\n");
}
}
//逆序输出函数
void tnirPList(LinkList L)
{
if(L!=NULL)
{
tnirPList(L->next);
printf("%d ",L->data);
}
}
//头变尾函数
void touwei(LinkList &L)
{
LNode *s,*q;
if(L->next)
{
s=L->next;
L->next=L->next->next;
q=L->next;
}
while(q->next!=0)
{
q=q->next;
}
q->next=s;
s->next=NULL;
PrintList(L);
}
//统计链表节点的函数
void tongji(LinkList L)
{
LNode *q;int i=0;
q=L;
while(q->next!=NULL)
{
i++;
q=q->next;
}
printf("共有%d个结点\n",i);
}
//插入功能函数 调用ListInsert插入
void Insert(LinkList &L)
{
int place;ElemType e;bool flag;
printf("请输入要插入的位置(从1开始)及元素:\n");
scanf("%d%d",&place,&e);
flag=ListInsert(L,place,e);
if(flag)
{
printf("插入成功！！！\n");
PrintList(L);
}
}
void Insert1(LinkList &L)
{
int place;ElemType e;bool flag;
printf("请输入要插入的位置(从1开始)及元素:\n");
scanf("%d%d",&place,&e);
flag=ListInsert1(L,place,e);
if(flag)
{
printf("插入成功！！！\n");
PrintList(L);
}
}
//删除功能函数 调用ListDelete删除
void Delete(LinkList L)
{
int place;bool flag;
printf("请输入要删除的位置(从1开始):\n");
scanf("%d",&place);
flag=ListDelete(L,place);
if(flag)
{
printf("删除成功！！！\n");
PrintList(L);
}
}
//查找功能函数 调用LocateElem查找
void Search(LinkList L)
{
ElemType e;LNode *q;
printf("请输入要查找的值:\n");
scanf("%d",&e);
q=LocateElem(L,e);
if(q)
{
printf("找到该元素！\n");
}
else
printf("未找到该元素！\n");
}
//菜单
void menu()
{
printf("********1.前插法 2.删除*********\n");
printf("********3.查找 4.输出*********\n");
printf("********5.退出 6.排序*********\n");
printf("********7.后插法 8.统计结点个数*\n");
printf("********9.倒序输出 10.头结点变成尾结点\n");
}
//排序函数
void sort(LinkList L)
{
LinkList p = L -> next;//跳过头结点
if(ListLength(L))
{
for (; p ; p = p -> next)
{
int a = p -> data;
int b = 0 , c = 0 , d = 0;
for (LinkList j = p -> next; j ; j = j -> next)
{
b ++;
if (a > j -> data)
{
a = j -> data;
c = b;
}
}
for (LinkList j = p -> next; j ; j = j -> next)
{
d++;
if (d == c)
{
j -> data = p -> data;
break;
}
}
p -> data = a;
PrintList(L);
}
}
else
{
printf("当前单链表没有元素！\n");
}
}
//将单向链表改为循环链表
void ChangeList(LinkList &L )
{
LNode *p, *pre;
pre = L;
p = L->next;
while( p != NULL )
{
p->prior = pre;
p = p->next;
pre = pre->next;
}
}
//主函数
int main()
{
LinkList L;int choice;
InitList(L);
ChangeList(L);
while(1)
{
menu();
printf("请输入菜单序号：\n");
scanf("%d",&choice);
if(choice==5) break;
switch(choice)
{
case 1:Insert(L);break;
case 2:Delete(L);break;
case 3:Search(L);break;
case 4:PrintList(L);break;
case 6:sort(L);break;
case 7:Insert1(L);break;
case 8:tongji(L);break;
case 9:printf("当前单链表所有元素:");tnirPList(L->next);printf("\n");break;
case 10:touwei(L);break;
default:printf("输入错误！！！\n");
}
}
return 0;
}