链表的常见操作

 

　　链表是数据结构的重要内容，在计算机程序中应用广泛，同时也是各公司笔试题目的重点。

　　以下简单实现了链表的一些操作，包括创建、增加节点、删除节点、单链表逆置、合并有序链表等。

 

一、链表创建

　　链表主要有三种形式，包括单链表、双链表和循环链表。

　　单链表每个节点只包含一个后驱指针，双链表节点同时包含一个前驱指针和一个后驱指针，循环链表的尾节点的后驱指向头节点。

　　代码如下：

 

/*单链表节点结构*/typedef struct NodeType{    char elem;    NodeType *next;}Node;/*双链表节点结构*/typedef struct DNodeType{    char elem;    DNodeType *next;    DNodeType *prev;}DNode;

 

 

 

/*创建链表*/Node * CreateList(Node *head){    if(NULL == head)//分配头节点空间        head=(Node*)malloc(sizeof(Node)),        head->next=NULL;    Node *current=head , *temp;    char ch;    while(1)    {        cout<<"\n input elem:";        cin>>ch;        if('#' == ch)            /*#结束输入*/            break;        temp=(Node *) malloc ( sizeof(Node) );        temp->elem=ch;        temp->next=NULL;        current->next=temp;        /*当前节点的后驱指向新节点*/        current=temp;            /*当前节点为链表尾节点*/    }    return head;}

 

/*创建双链表*/DNode * DoubleList(DNode *head){    if(NULL == head)//分配头节点空间        head=(DNode*)malloc(sizeof(DNode)) , head->prev=NULL , head->next=NULL;            DNode *current=head , *temp;    char ch;    while(1)    {        cout<<"\n input elem:";        cin>>ch;        if('#' == ch)           /*#结束输入*/            break;        temp=(DNode *) malloc ( sizeof(DNode) );        temp->elem=ch;        temp->next=NULL;        current->next=temp;        /*当前节点的后驱指向新节点*/        temp->prev=current;        /*新节点的前驱指向当前节点*/        current=temp;            /*当前节点为链表尾节点*/    }    return head;}

 

/*创建循环链表*/Node* CycleList(Node *head){    if(NULL == head)/*分配头节点空间*/        head=(Node*)malloc(sizeof(Node)),head->next=NULL;    Node *current=head , *temp;    char ch;    while(1)    {        cout<<"\n input elem:";        cin>>ch;        if('#' == ch)            /*#结束输入*/            break;        temp=(Node *) malloc ( sizeof(Node) );        temp->elem=ch;        temp->next=NULL;        current->next=temp;        /*当前节点的后驱指向新节点*/        current=temp;            /*当前节点为链表尾节点*/    }    current->next=head;            /*尾节点指向头节点*/    return head;}

 

二、链表操作

　　包括单链表的增加节点、删除节点、输出链表等

/*插入节点*/Node *InsertNode(Node *head , char elem){    if( NULL == head || NULL == elem )        return head;    Node *current=head->next;    /*当前节点*/    Node *prev=head;            /*前驱节点*/    Node *temp;                    /*过渡节点*/        while(current)                /*移动至尾节点*/    {        prev=current;        current=current->next;        }    temp=(Node*) malloc( sizeof(Node) );    temp->elem=elem;    temp->next=NULL;    prev->next=temp;            /*尾节点的后驱指向新节点*/    return head;}

 

/*删除节点*/Node *DeleteNode(Node *head,char elem){    if(NULL == head || NULL == elem)        return head;    if(NULL == head->next)        return head;    Node *prev,*current;    prev=head;    current=head->next;    while(current)    {        if(current->elem == elem)        /*匹配节点元素*/        {            prev->next=current->next;    /*前驱节点的后驱指向当前节点的下一个节点*/            free(current);                /*释放当前节点*/            return head;        }        prev=current;        current=current->next;            /*移动至下一个节点*/    }    return head;}

 

/*输出链表*/void PrintList(Node *head){    Node * current=head->next;    cout<<"\n List are:";    while(NULL != current)    {        if(NULL != current->elem)            cout<<setw(5)<<current->elem;        current=current->next;    }    cout<<"\n";}

 

三、单链表逆置

　　单链表逆置在各公司的笔试题中比较常见，以下是其中一种实现。

　　算法描述：将链表中每一个节点插入到头结点之后。

　　

　　代码如下：

/*单链表逆置*/Node *ReverseList(Node *head){    if(NULL == head)        return head;    if(NULL == head->next)        return head;    if(NULL == head->next->next)        return head;    Node *curr=head->next;  /*当前节点*/    head->next=NULL;    Node *temp;    while(curr)    {        temp=curr->next;    /*暂存下一个节点*/        /*把当前节点插入到head节点后*/        curr->next=head->next;        head->next=curr;        curr=temp;            /*移动至下一个节点*/    }    return head;}

 

四、求单链表中间节点

　　在笔试题中比较常见，通常题目描述是：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。

　　算法描述：设立两个指针p1,p2，p1每次移动1个节点位置，p2每次移动2个节点位置，当p2移动到尾节点时，p1指向中间节点。

　　

　　代码如下：

/*求中间节点*/Node * MiddleNode(Node *head){    if(NULL == head)        return head;    if(NULL == head->next)        return head->next;    Node *p1,*p2;    p1=head;    p2=head;    while(p2->next)    {        /*p2节点移动2个节点位置*/        p2=p2->next;        if(p2->next)                    /*判断p2后驱节点是否存在，存在则再移动一次*/            p2=p2->next;        /*p1节点移动1个节点位置*/        p1=p1->next;    }    return p1;}

 

五、合并有序单链表

　　问题描述：合并2个有序单链表，合并后的链表也是排好序的。

　　算法描述：对链表A中的每一个节点元素，查找其在链表B中的插入位置，并在B中插入该元素。

　　代码如下：

/*合并有序单链表*/Node * MergeList(Node * h1,Node * h2){    if(NULL == h1 || NULL == h2)        return h1;    if(NULL == h1->next )        return h2;    if(NULL == h2->next)        return h1;    Node * curr1,*curr2,*prev1,*temp;    prev1=h1;        /*链表1的前驱节点*/    curr1=h1->next;    /*链表1的当前节点*/    curr2=h2->next;    /*链表2的当前节点*/    temp=h2;    while(curr2)    {        while(curr1 && curr1->elem < curr2->elem)/*链表1指针移动至大或等于链表2当前元素的位置*/            prev1=curr1,curr1=curr1->next;        /*在链表1中插入链表2的当前元素*/        temp=curr2->next;/*暂存链表2的下一个节点*/        prev1->next=curr2;        curr2->next=curr1;        /*链表1移动至新节点*/        curr1=curr2;        /*链表2移动至下一个节点*/        curr2=temp;    }    return h1;}

 

六、判断链表是否有环

　　判断链表是否有环即是判断链表是否为循环链表，算法较为简单，一次遍历判断尾指针是否指向头指针即可。

　　代码如下：

 

/*判断链表是否有环(循环链表)*/bool IsCycleList(Node *head){    if(NULL== head)        return false;    if(NULL == head->next)        return false;    Node *current=head->next;    while(current)    {        if(head == current->next)            return true;        current=current->next;    }    return false;}

 

 

七、总结

　　以上实现了链表的一些常见操作，源文件LinkList.cpp全部代码如下：　

/* * 作者：     达闻东 * 修改日期： 2010-04-28 17:10 * 描述：     实现链表的常见操作 *  */#include<iostream>#include<iomanip>using namespace std;/*单链表节点结构*/typedef struct NodeType{    char elem;    NodeType *next;}Node;/*双链表节点结构*/typedef struct DNodeType{    char elem;    DNodeType *next;    DNodeType *prev;}DNode;/*=============================================================================*//*创建链表*/Node * CreateList(Node *head){    if(NULL == head)//分配头节点空间        head=(Node*)malloc(sizeof(Node)),        head->next=NULL;    Node *current=head , *temp;    char ch;    while(1)    {        cout<<"\n input elem:";        cin>>ch;        if('#' == ch)            /*#结束输入*/            break;        temp=(Node *) malloc ( sizeof(Node) );        temp->elem=ch;        temp->next=NULL;        current->next=temp;        /*当前节点的后驱指向新节点*/        current=temp;            /*当前节点为链表尾节点*/    }    return head;}/*=============================================================================*//*输出链表*/void PrintList(Node *head){    Node * current=head->next;    cout<<"\n List are:";    while(NULL != current)    {        if(NULL != current->elem)            cout<<setw(5)<<current->elem;        current=current->next;    }    cout<<"\n";}/*=============================================================================*//*插入节点*/Node *InsertNode(Node *head , char elem){    if( NULL == head || NULL == elem )        return head;    Node *current=head->next;    /*当前节点*/    Node *prev=head;            /*前驱节点*/    Node *temp;                    /*过渡节点*/        while(current)                /*移动至尾节点*/    {        prev=current;        current=current->next;        }    temp=(Node*) malloc( sizeof(Node) );    temp->elem=elem;    temp->next=NULL;    prev->next=temp;            /*尾节点的后驱指向新节点*/    return head;}/*=============================================================================*//*删除节点*/Node *DeleteNode(Node *head,char elem){    if(NULL == head || NULL == elem)        return head;    if(NULL == head->next)        return head;    Node *prev,*current;    prev=head;    current=head->next;    while(current)    {        if(current->elem == elem)        /*匹配节点元素*/        {            prev->next=current->next;    /*前驱节点的后驱指向当前节点的下一个节点*/            free(current);                /*释放当前节点*/            return head;        }        prev=current;        current=current->next;            /*移动至下一个节点*/    }    return head;}/*=============================================================================*//*单链表逆置*/Node *ReverseList(Node *head){    if(NULL == head)        return head;    if(NULL == head->next)        return head;    if(NULL == head->next->next)        return head;    Node *curr=head->next;  /*当前节点*/    head->next=NULL;    Node *temp;    while(curr)    {        temp=curr->next;    /*暂存下一个节点*/        /*把当前节点插入到head节点后*/        curr->next=head->next;        head->next=curr;        curr=temp;            /*移动至下一个节点*/    }    return head;}/*=============================================================================*//*求中间节点*/Node * MiddleNode(Node *head){    if(NULL == head)        return head;    if(NULL == head->next)        return head->next;    Node *p1,*p2;    p1=head;    p2=head;    while(p2->next)    {        /*p2节点移动2个节点位置*/        p2=p2->next;        if(p2->next)                    /*判断p2后驱节点是否存在，存在则再移动一次*/            p2=p2->next;        /*p1节点移动1个节点位置*/        p1=p1->next;    }    return p1;}/*=============================================================================*//*合并有序单链表*/Node * MergeList(Node * h1,Node * h2){    if(NULL == h1 || NULL == h2)        return h1;    if(NULL == h1->next )        return h2;    if(NULL == h2->next)        return h1;    Node * curr1,*curr2,*prev1,*temp;    prev1=h1;        /*链表1的前驱节点*/    curr1=h1->next;    /*链表1的当前节点*/    curr2=h2->next;    /*链表2的当前节点*/    temp=h2;    while(curr2)    {        while(curr1 && curr1->elem < curr2->elem)/*链表1指针移动至大或等于链表2当前元素的位置*/            prev1=curr1,curr1=curr1->next;        /*在链表1中插入链表2的当前元素*/        temp=curr2->next;/*暂存链表2的下一个节点*/        prev1->next=curr2;        curr2->next=curr1;        /*链表1移动至新节点*/        curr1=curr2;        /*链表2移动至下一个节点*/        curr2=temp;    }    return h1;}/*=============================================================================*//*创建双链表*/DNode * DoubleList(DNode *head){    if(NULL == head)//分配头节点空间        head=(DNode*)malloc(sizeof(DNode)) , head->prev=NULL , head->next=NULL;            DNode *current=head , *temp;    char ch;    while(1)    {        cout<<"\n input elem:";        cin>>ch;        if('#' == ch)           /*#结束输入*/            break;        temp=(DNode *) malloc ( sizeof(DNode) );        temp->elem=ch;        temp->next=NULL;        current->next=temp;        /*当前节点的后驱指向新节点*/        temp->prev=current;        /*新节点的前驱指向当前节点*/        current=temp;            /*当前节点为链表尾节点*/    }    return head;}/*=============================================================================*//*输出双链表*/void PrintDoubleList(DNode *head){    if(NULL == head)        return;    DNode * p;    p=head;    cout<<"\n DoubleList are:";    while(p->next)    {        p=p->next;        if(p->elem)            cout<<setw(5)<<p->elem;            }    cout<<"\n DoubleList are:";    while(p->prev)    {        if(p->elem)            cout<<setw(5)<<p->elem;        p=p->prev;    }}/*=============================================================================*//*创建循环链表*/Node* CycleList(Node *head){    if(NULL == head)/*分配头节点空间*/        head=(Node*)malloc(sizeof(Node)),head->next=NULL;    Node *current=head , *temp;    char ch;    while(1)    {        cout<<"\n input elem:";        cin>>ch;        if('#' == ch)            /*#结束输入*/            break;        temp=(Node *) malloc ( sizeof(Node) );        temp->elem=ch;        temp->next=NULL;        current->next=temp;        /*当前节点的后驱指向新节点*/        current=temp;            /*当前节点为链表尾节点*/    }    current->next=head;            /*尾节点指向头节点*/    return head;}/*=============================================================================*//*判断链表是否有环(循环链表)*/bool IsCycleList(Node *head){    if(NULL== head)        return false;    if(NULL == head->next)        return false;    Node *current=head->next;    while(current)    {        if(head == current->next)            return true;        current=current->next;    }    return false;}int main(){    Node * head,*p;    Node * head2,*head3;    DNode * dHead;    char ch;    head = NULL;    head2=NULL;    head3=NULL;    dHead=NULL;    //head=(Node*) malloc ( sizeof( Node) );    //head->next = NULL;    //创建单链表    head=CreateList(head);    PrintList(head);    head2=CreateList(head2);    PrintList(head2);    //插入节点        cout<<"\n input elem to insert:";    cin>>ch;    InsertNode(head,ch);    PrintList(head);    //删除节点        cout<<"\n input elem to delete:";    cin>>ch;    DeleteNode(head,ch);    PrintList(head);    //单链表逆置        head=ReverseList(head);    cout<<"\n Reversed !";    PrintList(head);    //求中间节点        p=MiddleNode(head);    cout<<"\n Middle Node is:";    cout<<p->elem<<endl;        //合并有序单链表        MergeList(head,head2);    cout<<"\n Merged!";    PrintList(head);    //创建双链表        dHead=DoubleList(dHead);    PrintDoubleList(dHead);    /*创建循环链表并判断是否有环*/    head3=CycleList(head3);    cout<<IsCycleList(head3);    return 0;}