C语言进阶-第19讲：链表应用（改造链表）

任务和代码：

下面是一个建立动态链表的程序。阅读程序，然后按要求改造程序。

#include  <iostream>  using namespace std;  #include <stdio.h>#include <malloc.h>#define N 5typedef struct NODE{    int data;            //结点的数据    struct NODE *next;   //指向下一结点} Node;Node *head=NULL;         //将链表头定义为全局变量，以便于后面操作void make_list();        //建立链表void out_list();         //输出链表int main( ){    make_list();    out_list();    return 0;}void make_list(){    int n;    Node *p;    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：" );    scanf("%d", &n);    while(n>0)                          //输入若干正数建立链表，输入非正数时，建立过程结束    {        p=(Node*)malloc(sizeof(Node));  //新建结点        p->data=n;        p->next=head;                   //新建的结点指向原先的链表头        head=p;                         //链表头赋值为新建的节点，这样，新结点总是链表头        scanf("%d", &n);                //输入下一个数，准备建立下一个结点    }    return;}void out_list(){    Node *p=head;    printf("链表中的数据为：\n");    while(p!=NULL)    {        printf("%d ", p->data);        p=p->next;    }    printf("\n");    return;}

在上面的程序基础上定义下面的函数，实现相应的功能。

（1）编写make_list2()函数建立链表，使建立链表时，后输入的数据，将新输入的数字对应的结点放在链表末尾。若输入为3 5 2 9 4 7 0，建立的链表为：

（2）编写函数void search(int x)，输出链表中是否有值为x的结点。
（3）编写函数delete_first_node()，删除链表中的第一个结点。
（4）编写函数delete_node(int x)，删除结点值为x的结点。
（5）编写make_list3()函数建立链表，使建立链表时，使结点中的数据呈现升序。

（6）编写函数void insert(int x)，将值为x的结点插入到由make_list3建立起来的有序链表中。

head.h

#ifndef HEAD_H_INCLUDED#define HEAD_H_INCLUDEDtypedef struct NODE{    int data;             //结点的数据    struct NODE *next;    //指向下一结点}Node;Node *head;               //将链表头定义为全局变量，以便于后面操作void make_list();         //倒序建立链表void out_list();          //输出链表void make_list2();        //顺序建立链表void Search(int);         //寻找链表中是否有x的结点void delete_first_node(); //删除链表中的第一个结点void delete_node(int);    //删除含某个结点值的结点void make_list3();        //升序建立链表void Insert(int);         //在有序表中插入结点#endif // HEAD_H_INCLUDED

main.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"int main(){    int k;    make_list();    out_list();    make_list2();    out_list();    printf("查找元素：");    scanf("%d",&k);    Search(k);    delete_first_node();    out_list();    delete_node(k);    out_list();    scanf("%d",&k);    make_list3();    out_list();    Insert(k);    printf("添加数据%d后：\n",k);    out_list();    return 0;}

make_list.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void make_list(){    int n;    Node *p;    head=NULL;    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：" );    scanf("%d", &n);    while(n>0){                         //输入若干正数建立链表，输入非正数时，建立过程结束        p=(Node*)malloc(sizeof(Node));  //新建结点        p->data=n;        p->next=head;                   //新建的结点指向原先的链表头        head=p;                         //链表头赋值为新建的节点，这样，新结点总是链表头        scanf("%d", &n);                //输入下一个数，准备建立下一个结点    }    return;}

make_list2.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void make_list2(){    int n;    Node *p,*q;    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：" );    scanf("%d", &n);    if(n>0){        p=(Node*)malloc(sizeof(Node));        p->data=n;        p->next=NULL;    }    else        return;    head=p;    q=head;    scanf("%d", &n);    while(n>0){        p=(Node*)malloc(sizeof(Node));        p->data=n;        p->next=NULL;        q->next=p;        q=p;        scanf("%d", &n);    }}

make_list3.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void make_list3(){    int n;    head=NULL;    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立有序链表：" );    scanf("%d", &n);    while(n>0){        Insert(n);        scanf("%d", &n);    }}

out_list.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void out_list(){    Node *p=head;    printf("链表中的数据为：\n");    while(p!=NULL){        printf("%d ", p->data);        p=p->next;    }    printf("\n\n");    return;}

Search.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void Search(int x){    Node *p;    p=head;    while(p!=NULL){        if(p->data==x){            printf("链表中存在%d\n\n",x);            break;        }        p=p->next;    }    if(p==NULL)        printf("链表中不存在%d\n\n",x);}

delete_first_node.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void delete_first_node(){    Node *p;    p=head;    head=p->next;    free(p);    printf("删除首结点后的链表：\n");}

delete_node.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void delete_node(int x){    Node *p,*q;    if (head==NULL)        printf("空链表，不能删除\n");    else{        //要删除的恰是首结点（不排除连续有若干个结点值为x），        while(head!=NULL&&head->data==x){            p=head;            head=head->next;            free(p);        }        if(head!=NULL){            p=head;            q=p->next;            while(q!=NULL){                if(q->data==x){//q就是该删除的结点                    p->next=q->next;                    free(q);                }                else{    //q不该删除，继续考察下一个                    p=q;                }                q=p->next;  //总是p的下一个结点            }        }    }    printf("删除含有%d的结点后：\n",x);    return;}

Insert.c

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void Insert(int x){    Node *p,*q1=head,*q2;    p=(Node*)malloc(sizeof(Node));    p->data=x;    if(head==NULL){        head=p;        p->next=NULL;    }    else if(p->data<head->data){        head=p;        p->next=q1;    }    else{        while((q1!=NULL&&p->data>=q1->data)){            q2=q1;            q1=q1->next;        }        p->next=q2->next;        q2->next=p;    }}

运行结果：

设计中遇到的问题与解决：

1）在源文件中使用全局变量，几乎不能在变量名前加类型名

      PS：使用全局变量的另一注意点，多文件处理时不能给全局变量赋初值

原make_list2.c中的程序：

void make_list2(){    int n;    Node *p,*q,*head=NULL;    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：" );    scanf("%d", &n);    while(n>0){        p=(Node*)malloc(sizeof(Node));        p->data=n;        p->next=NULL;        if(head==NULL)            head=p;        else            q->next=p;        q=p;        scanf("%d", &n);    }}

错因：

head在函数里被重新定义了，就成为了局部变量，而局部变量使用完是要被释放的，下一条语句的head当然就是和它同名的全局变量中的NULL

2）多文件的分段调试（预处理->条件编译）并在调试中支持多次输入对不同情形进行测试

如对删除指定元素的结点，不排除有多个结点有该元素，用多组数据进行测试：

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"#define R#define Q 0int main(){    int k;#ifndef R    make_list();    out_list();#endif // R do{    make_list2();    //out_list();    //printf("查找元素：");    scanf("%d",&k);    //Search(k);#if Q    delete_first_node();    out_list();#else    delete_node(k);    out_list();    }while(1);#endif#ifndef R    make_list3();    out_list();    Insert(k);    out_list();#endif // R    return 0;}

3）使用函数的嵌套调用，优化make_list3.c

考虑到，新建有序表的过程就是在不断地插入结点，故利用函数的嵌套，将insert作为make_list3的子函数，

原make_list3.c与insert.c：

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void make_list3(){    int n;    head=NULL;    Node *p,*q1,*q2;    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立有序链表：" );    scanf("%d", &n);    while(n>0){        q1=head;        p=(Node*)malloc(sizeof(Node));        p->data=n;        if(head==NULL){        head=p;        p->next=NULL;        }        else if(p->data<head->data){            head=p;            p->next=q1;        }        else{            while((q1!=NULL&&p->data>=q1->data)){                q2=q1;                q1=q1->next;            }            p->next=q2->next;            q2->next=p;        }        scanf("%d", &n);    }}

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "head.h"void Insert(int x){    Node *p,*q1=head,*q2;    p=(Node*)malloc(sizeof(Node));    p->data=x;    if(p->data<head->data){        head=p;        p->next=q1;    }    else{        while((q1!=NULL&&p->data>=q1->data)){            q2=q1;            q1=q1->next;        }        p->next=q2->next;        q2->next=p;    }    printf("在有序表中插入：%d\n",x);}