5. 08 C语言数据结构

来源：互联网发布：学java去哪儿好编辑：程序博客网时间：2024/05/01 05:50

链表：

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的指针(Pointer)。

使用链表结构可以克服数组链表需要预先知道数据大小的缺点，链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。但是链表失去了数组随机读取的优点，同时链表由于增加了结点的指针域，空间开销比较大

二叉树：

在今天上课代码的基础上完成以下要求：

1. 输出年龄 < 18的学生；

2. 根据学号删除学生；

选做题：

3. 按照学生学号排序

//  main.c

//  Data structure_Lecture

//  Created by Knight on 5/8/15.

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#define STUDENTS_OF_CLASS 3

typedef struct Student {

    char number[20];        //数据域

    int age;

    struct Student *next;   //指针域，指向下一个节点

} Student;

#pragma mark - 遍历输出链表

void printLinkedList(Student *head) {

    printf("---------------------------\n");

    //头指针(head)所指向的数据域为空，所以直接跳过头节点

    Student *p = head->next;

    printf("Number     Age\n");

    while (p != NULL) {

        printf("%s\t\t ",p->number);

        printf("%d\n", p->age);

        p = p->next;

    }

    printf("---------------------------\n");

}

#pragma mark - add(添加一个节点)

void add(Student *head) {

    Student *newStudent = (Student *)malloc(sizeof(Student));

    printf("Please input student's number: \n");

    fgets(newStudent->number, 20, stdin);

    newStudent->number[strlen(newStudent->number)-1]=0;

    printf("Please input student's age: \n");

    scanf("%d", &newStudent->age);

    getchar();

    newStudent->next = NULL;    //每创建一个学生成员，都要把指针域赋空

    //找到最后一个节点

    //指针p指向头节点，不要直接使用头指针

    Student *p = head;

    while (p->next != NULL) {

        p = p->next;  //p指针向后移动一个节点

    }

    p->next = newStudent;  //指向新节点

    printLinkedList(head);

}

#pragma mark - insert(插入节点)

void insert(Student *head) {

    Student *p = head;

    Student *newStudent = (Student *)malloc(sizeof(Student));

    printf("Please input student's number: \n");

    fgets(newStudent->number, 20, stdin);

    newStudent->number[strlen(newStudent->number) - 1] = 0;  //去掉fgets接收的[回车]

    printf("Please input student's age: \n");

    scanf("%d", &newStudent->age);

    getchar();

    newStudent->next = NULL;

    //将新节点插入到第1个位置(注意：下面两行代码不能交换顺序)

    newStudent->next = p->next;

    p->next = newStudent;

    printLinkedList(head);

}

#pragma mark - delete(删除节点)

void delete(Student *head) {

    Student *p = head;

    //这里的逻辑是删除头节点之后的第一个节点

    Student *delete = p->next;

    //移动p到[要删除的节点的上一个节点]

    p->next = delete->next;

    free(delete);

    printLinkedList(head);

}

#pragma mark - 第一题: 输出年龄 < 18的学生

void ageBelowEighteen(Student *head) {

    Student *p = head->next;

    printf("Students(Age < 18): \n");

    printf("Number     Age\n");

    while (p != NULL) {

        if (p->age < 18) {

            printf("%s\t\t ",p->number);

            printf("%d\n", p->age);

        }

        p = p->next;

    }

#pragma mark - 第二题: 根据学号删除学生

void deleteStudentWithSpecifiedNumber(Student *head) {

    char deleteNum[20] = {'0'};

    printf("Input student number you want to delete: \n");

    scanf("%s",deleteNum);

    getchar();

    Student *p = head;    //p指向链表头

    Student *delete = NULL;

    //当p->next指向不为空，说明p所指向的节点后面还有节点，执行循环体

    while (p->next != NULL) {

        //判断p->next->number和deleteNum是否一样，如果第一次执行循环，这里的p->next->number就是第一个节点的number值(头节点没有数据域，不用检查)

        if (strcmp(p->next->number, deleteNum) == 0) {

            //如果满足条件，delete指向p->next,这时p在delete前面一个节点的位置

            delete = p->next;

            //需要检查delete所指的节点后面还有没有其他节点

            //如果delete后面还有节点

            if (delete->next != NULL) {

                //p->next重新定义指向，p->next指向delete->next

                p->next = delete->next;

                //释放delete所指节点的内存,即删除delete所指向的节点

                free(delete);

                //这里应该使用continue跳过本次循环，不执行后面的p = p->next; 如果没有continue，如果遇到有相邻两个节点符合删除条件，则只会删除第一个节点，第二个节点不会删除

                continue;

            //delete所指向的节点就是链尾

            } else {

                //则直接删除delete所指向的节点

                free(delete);

                //p指向的节点应该变成链尾

                p->next = NULL;

                //跳出循环，如果这里没有break语句，本次循环还要移动一次p指针的位置，这样一来p指向链表之外的未知区域，再次判断while循环条件时就会出错。

                break;

            }

        p = p->next;

    }

    printLinkedList(head);

}

#pragma mark - 第三题：按照学生学号排序

void sortByNumber(Student *head) {

    //定义一个新链表，用于排序

    Student *newHead = (Student *)malloc(sizeof(Student));

    newHead->next = NULL;

    Student *p1 = newHead;

    //定义max指针，max->next指向循环找到的还未排序的最大的数(学生的number)

    Student *max = head;

    //定义temp指针，用于提取找到的最大的数

    Student *temp = head;

    //定义指向头节点的指针p2

    Student *p2 = head->next;

    //外层循环控制已排好序的数(已经排好了i个数)

    for (int i = 0; i < STUDENTS_OF_CLASS; i++) {

        max = head;

        p2 = head->next;

        //通过内层循环，找到本次遍历找到最大的数

        for (int j = 0; j < STUDENTS_OF_CLASS - i; j++) {

            if (p2->next != NULL && strcmp(max->next->number, p2->next->number) < 0) {

                //max->next指向当前判断的最大数

                max = p2;

                //移动p2

                p2 = p2->next;

                continue;

            }

            //移动p2

            p2 = p2->next;

        }

        //temp指向本次遍历找到的最大数

        temp = max->next;

        //max->next重新指向最大数后面的一个数，防止链表断裂

        max->next = temp->next;

        //最大数所在节点脱离原来的链表, 此时这个最大数只被temp指向

        temp->next = NULL;

        //把刚获得的最大数添加到新链表的末端

        while (p1->next != NULL) {

            p1 = p1->next;  //p指针向后移动一个节点

        }

        p1->next = temp;  //指向新找到的最大数

    }

    //新链表已经是原来链表各个节点排序之后的所形成的链表，遍历输出新链表的各节点

    printf("Sorted linked list: \n");

    printLinkedList(newHead);

    //原链表已被清空，只有一个头节点(head)

    printf("Original linked list: \n");

    printLinkedList(head);

}

#pragma mark - mian函数

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

    //根据Student结构体所占的内存大小分配内存空间，返回一个指向Student类型结构体的指针，并把指针给head(头指针)

    //单向链表不能移动head指针，防止前面的节点无法访问.

    Student *head = (Student *)malloc(sizeof(Student));

    //将next赋为NULL  (1.防止dangling pointer ; 2.标记Linked list结束)

    head->next = NULL;

    for (int i = 0; i < STUDENTS_OF_CLASS; i++) {

        add(head);

    }

    ageBelowEighteen(head);

    deleteStudentWithSpecifiedNumber(head);

    insert(head);

    delete(head);

    sortByNumber(head);   //调用此函数会复写head所代表的链表

    return 0;

}

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