程式師世界 >> 編程語言 >> C語言 >> C >> 關於C >> C語言實現單鏈表（帶頭結點）的基本操作

C語言實現單鏈表（帶頭結點）的基本操作

編輯：關於C

我在之前一篇博客《C語言實現單鏈表（不帶頭結點）的基本操作》中具體實現了不帶頭結點的單鏈表的11種操作：如計算鏈表長度、初始化、創建鏈表、清空鏈表等等。但是在實際使用中，帶頭結點的單鏈表往往比不帶頭結點的單鏈表用的更多，使用也更為方便。因為不用單獨考慮第一個節點的情況了，第一個節點和其他後續節點的處理全都一樣了，簡化操作。這篇博客將會來實現帶頭結點的單鏈表的11種操作。

（1）定義帶頭結點單鏈表的節點類型

typedef int elemType;
typedef struct NodeList{

    int element;
    struct NodeList *next;
}Node;

（2）初始化帶頭結點的單鏈表【這個很關鍵】

//1.初始化帶頭結點的單鏈表
void InitialList(Node **pNode){

    //個人建議每一次malloc分配內存空間後，都要進行判斷分配是否成功，也即判斷是否為空；
    //此時的這個pNode就是一個頭結點；
    //初始化成功後，其實相當於是一個正常的鏈表了；
    *pNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    if (*pNode == NULL) {
        printf("%s函數執行，內存分配失敗，初始化單鏈表失敗",__FUNCTION__);
    }else{

        (*pNode)->next = NULL;
        printf("%s函數執行，帶頭結點的單鏈表初始化完成\n",__FUNCTION__);
    }
}

（3）尾插法創建帶頭結點的單鏈表

//2.創建帶頭結點的單鏈表
void CreateList(Node *pNode){

    /**
     *  就算一開始輸入的數字小於等於0，帶頭結點的單鏈表都是會創建成功的，只是這個單鏈表為空而已，也就是裡面除了頭結點就沒有其他節點了。
     */
    Node *pInsert;
    Node *pMove;
    pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node));//需要檢測分配內存是否成功 pInsert == NULL  ?
    memset(pInsert, 0, sizeof(Node));
    pInsert->next = NULL;

    scanf("%d",&(pInsert->element));
    pMove = pNode;
    while (pInsert->element > 0) {

        pMove->next = pInsert;
        pMove = pInsert;

        pInsert = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //需要檢測分配內存是否成功 pInsert == NULL  ?
        memset(pInsert, 0, sizeof(Node));
        pInsert->next = NULL;

        scanf("%d",&(pInsert->element));
    }

    printf("%s函數執行,帶頭結點的單鏈表創建成功\n",__FUNCTION__);
}

（4）打印帶頭結點的單鏈表

//3.打印帶頭結點的單鏈表
void PrintList(Node *pNode){
    /**
     *  注意這裡，如果單鏈表為空（只有一個頭結點），我也讓它打印（打印成功）。只是裡面沒有元素，打出來是空的而已,所以在控制台上就是一行空的；
     */
        Node *pMove;
        pMove = pNode->next;
        while (pMove != NULL) {
            printf("%d ",pMove->element);
            pMove = pMove->next;
        }

        printf("\n%s函數執行，打印帶頭結點的單鏈表成功\n",__FUNCTION__);
}

（5）清空鏈表

//4.清除線性表中的所有元素，即釋放所有節點（除了頭結點），使之成為一個空表
void ClearList(Node *pNode){

    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;
    while (pMove != NULL) {

        pNode->next = pMove->next;
        free(pMove);
        pMove = pNode->next;
    }

    printf("%s函數執行，清空帶頭結點的鏈表成功\n",__FUNCTION__);
}

（6）計算鏈表長度

//5.返回帶頭結點的單鏈表的長度
int SizeList(Node *pNode){
    /**
     *  當只有一個頭結點的時候，size = 0；頭節點不計算到鏈表長度中。
     */
    int i = 0;
    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;
    while (pMove != NULL) {
        i++;
        pMove = pMove->next;
    }

    printf("%s函數執行，帶頭結點的單鏈表的長度為：%d\n",__FUNCTION__,i);

    return i;
}

（7）判斷鏈表是否為空

//6.判斷帶頭結點的單鏈表是否為空，為空則返回1，否則返回0
int IsEmptyList(Node *pNode){
    /**
     *  當只有一個頭結點的時候，該鏈表就為空
     */
    if (pNode->next == NULL) {
        printf("%s函數執行，帶頭結點的鏈表為空\n",__FUNCTION__);
        return 1;
    }

    printf("%s函數執行，帶頭結點的鏈表非空\n",__FUNCTION__);

    return 0;
}

（8）查找鏈表某個位置元素

//7.返回單鏈表中第pos個結點中的元素，若返回-1，表示沒有找到
int GetElement(Node *pNode,int pos){

    int i = 1;

    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;

    while (pMove != NULL) {
        if (i == pos) {

            printf("%s函數執行，pos=%d位置的值是%d\n",__FUNCTION__,pos,pMove->element);
            return pMove->element;
        }

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

    printf("%s函數執行，在pos=%d位置沒有找到值\n",__FUNCTION__,pos);
    return -1;
}

（9）返回某元素在鏈表中的內存地址

//8.從單鏈表中查找具有給定值x的第一個元素，若查找成功則返回該結點data域的存儲地址，否則返回NULL
elemType* GetElemAddr(Node *pNode,int x){

    Node *pMove;
    pMove = pNode->next;

    while (pMove != NULL) {
        if (pMove->element == x) {
            printf("%s函數執行，查找到x=%d的內存地址為:0x%x\n",__FUNCTION__,x,&(pMove->element));
            return &(pMove->element);
        }
        pMove = pMove->next;
    }

    printf("%s函數執行，在帶頭結點的單鏈表中沒有找到x=%d的值，無法獲得內存地址\n",__FUNCTION__,x);

    return NULL;
}

（10）修改某個節點的值

//9.把單鏈表中第pos個結點的值修改為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函數執行，把pos=%d位置的值改為%d成功\n",__FUNCTION__,pos,x);
            return pNode;
        }
        i++;
        pMove = pMove->next;
    }
    printf("%s函數執行，鏈表為空或者輸入pos值非法，修改值失敗\n",__FUNCTION__);

    return pNode;
}

（11）表頭插入一個節點

//10.向單鏈表的表頭插入一個元素
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函數執行，在表頭插入元素%d成功\n",__FUNCTION__,x);
    return pNode;
}

（12）表尾插入一個節點

// 11.向單鏈表的末尾添加一個元素
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;

    pMove = pNode;
    while (pMove->next != NULL) {
        pMove = pMove->next;
    }
    pMove->next = pInsert;

    printf("%s函數執行，在表尾插入元素%d成功\n",__FUNCTION__,x);

    return pNode;
}

（13）測試函數

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

    Node *pList;

    InitialList(&pList);

    CreateList(pList);
    PrintList(pList);

    SizeList(pList);

    IsEmptyList(pList);

    GetElement(pList, 3);

    GetElemAddr(pList, 5);

    ModifyElem(pList, 2, 111);
    PrintList(pList);

    InsertHeadList(pList,1234);
    PrintList(pList);
    SizeList(pList);

    InsertTailList(pList,9999);
    PrintList(pList);
    SizeList(pList);

    ClearList(pList);
    PrintList(pList);

    return 0;
}