List单链表实现
来源：互联网 发布：vscode 快捷键 编辑：程序博客网 时间：2024/05/16 05:33
https://github.com/liutianshx2012/Algorithms-Data_structures/tree/master/Data_structures/src2
//// List.h// Algorithms&Data_structures//// Created by TTc on 15-2-2.// Copyright (c) 2015年 TTc. All rights reserved.///* defined(__Algorithms_Data_structures__List__) */#ifndef __Algorithms_Data_structures__List__#define __Algorithms_Data_structures__List__#include <stdlib.h>/* define a structure for linked List element */typedef struct ListElmt_{ void *data; struct ListElmt_ *next;}ListElmt;/*define a structure for linked lists */typedef struct List_{ int size; int(*match)(const void * key1,const void *key2); void(*destroy)(void *data); ListElmt *head; ListElmt *tail;}List;int test_list();void print_list(const List *list);void print_listNode(ListElmt *element);/* Public Interfaces */void list_init(List *list ,void (*destroy)(void *data));void list_destroy(List *list);int list_ins_next(List *list, ListElmt *element, const void *data);int list_rem_next(List *list, ListElmt *element, void **data);#define list_size(list) ((list) -> size)#define list_head(list) ((list) -> head)#define list_tail(list) ((list) -> tail)#define list_is_head(list, element) ((element) == (list) -> head ? 1:0)#define list_is_tail(list, element) ((element) == (list) -> tail ? 1:0)#define list_data(element) ((element) -> data)#define list_next(element) ((element) -> next)#endif //// List.c// Algorithms&Data_structures//// Created by TTc on 15-2-2.// Copyright (c) 2015年 TTc. All rights reserved.//#include <stdio.h>#include <string.h>#include "list.h"/*list init */void list_init(List *list, void (*destroy)(void *data)) { /* initialize the list */ list->size = 0; list->destroy = destroy; list->head = NULL; list->tail = NULL;}/* 复杂度O(n) 因为 list_rem_next 删除操作的复杂度 O（1）*/void list_destroy(List *list) { void *data; //keep the data in the element of the list /*remove the element */ while( list_size(list) > 0 ) { if(list_rem_next(list, NULL, (void **)&data) == 0 && list->destroy != NULL) { list->destroy(data); } } memset(list, 0, sizeof(list)); return;}/* list_ins_next 将一个元素插入有element指定的元素之后。 新元素的数据只想由用户传入的数据。 想链表中插入数据要有2中情况要考虑： 插入头或其他位置，具体参照函数的实现。当传入参数element为NULL，表示从插入到表头； */int list_ins_next(List *list, ListElmt *element, const void *data) { ListElmt *new_element; if ((new_element = (ListElmt *)malloc(sizeof(ListElmt))) == NULL) { return -1; } /* insert the element into the list */ new_element->data = (void *)data; if (element == NULL) { //从链表头部插入时，新元素之前没有别的节点了 /* handle insertion at the head of the list */ if (list_size(list) == 0) { //无论何时，当插入的元素位于链表的末尾时，度必须更新链表的尾指针 // tail成员使其指向新的节点 list->tail = new_element; } //第一步:把新元素的next指针指向当前链表的头部 new_element->next = list->head; //第二步:重置头节点指针 list->head = new_element; } else { /* handle insertion somewhere other than at the head */ if (element->next == NULL) { list->tail = new_element; } //第一步：将新元素的next指针指向它之后的那个元素 new_element->next = element->next; //第二步:将新元素位置之前的节点next指针指向新插入的元素 element->next = new_element; } //最后更新统计链表中节点个数的size成员 list->size++; return 0;}/* 1:从链表中移除element所指定的元素之后的那个节点。 2:移除element之后的那个节点而不是移除element本身。 3:与插入操作相似，需要考虑亮点 A：移除的是List的头节点 ；B:移除其余位置上的节点 *//* 原理 1:移除操作很简单：一般情况下链表要移除一个元素，只需要将 要移除的目标节点的 前一个元素 的next指针 指向 目标节点的 一下元素。 2:但是，当移除的 目标节点是头节点时， 目标节点之前并没有其他元素了，因此，在这种情况下，只需要将链表的head成员指针 指向目标节点的下一个元素。 3:同insert操作类似，当传入的element为NULL时 就代表链表的 head头节点需要移除 4:无论何时，当移除的目标节点 时链表 的尾部节点时，都必须更新链表数据成员 姐噢谷中的 tail成员，使其指向 新的尾节点，或者当移除操作 使得整个链表成为 空链表时，需要把 tail设置为NULL。 5:最后更新链表的 size成员 使其-1. 6:当这个函数调用返回时，data将指向已经 移除节点的 数据域。 *//* 复杂度O(1) */int list_rem_next(List *list, ListElmt *element, void **data) { /* Don't allow remove from an empty list */ if (list_size(list) == 0) { return -1; } ListElmt *old_element; /* remove the head element from the list */ //处理特殊情况， 要删除链表的 头节点 （也就是 list的head 节点） if (element == NULL) { *data = list->head->data; //获取 要删除的节点（以方便后面free内存操作） old_element = list->head; //将链表的head成员指针 指向目标节点的下一个元素 list->head = list->head->next; if (list_size(list) == 1) { list->tail = NULL; } } else { // element->next 指向要删除的 // 节点元素，若为NULL，说明element已经使最后的节点元素了 if (element->next == NULL) { return -1; } *data = element->next->data; //获取要删除节点指针（方面以后free内存） old_element = element->next; //将目标节点的元素的前一个元素的 next指针 指向 目标节点的next指向的元素 element->next = element->next->next; if (element->next == NULL) { list->tail = NULL; } } /* free */ free(old_element); //更新 链表长度 list->size--; return 0;}void print_listNode(ListElmt *element) { int *data, i; i = 0; while (1) { data = list_data(element); printf("print_listNode====> list[%d]=%d\n", i, *data); i++; element = list_next(element); if (element == NULL) { break; } }}void print_list(const List *list) { ListElmt *element; int *data, i; fprintf(stdout, "List size is %d\n", list_size(list)); i = 0; element = list_head(list); while (1) { data = list_data(element); // fprintf(stdout, "list[%03d]=%03d\n", i, *data); printf("print_list======>list[%d]=%d\n", i, *data); i++; if (list_is_tail(list, element)) break; else element = list_next(element); } return;}int test_list() { List list, list2; ListElmt *element; int *data, *data2, i; //初始化list list_init(&list, free); list_init(&list2, free); element = list_head(&list); int array1[20] = {1, 1, 0, 4, 7, 2, 7, 3, 0, 1}; int array2[20] = {2, 5, 5, 6, 8, 0, 3, 0, 5, 1}; for (i = 9; i >= 0; i--) { if ((data = (int *)malloc(sizeof(int))) == NULL) return 1; *data = array1[i]; if (list_ins_next(&list, NULL, data) != 0) //逐个插入元素 return 1; if ((data2 = (int *)malloc(sizeof(int))) == NULL) return 1; *data2 = array2[i]; if (list_ins_next(&list2, NULL, data2) != 0) //逐个插入元素 return 1; } print_list(&list); //打印初始list printf("开始打印list2......"); // element = list_head(&list); //指向头结点 // for (i = 0; i < 7; i++) // element = list_next(element); // // data = list_data(element); // fprintf(stdout, "Removing an element after the one containing %03d\n", // *data); // // if (list_rem_next(&list, element, (void **)&data) != 0) //删除指定结点 // return 1; // print_list(&list); // fprintf(stdout, "Inserting 011 at the tail of the list\n"); // *data = 11; // if (list_ins_next(&list, list_tail(&list), data) != 0) //插入指定结点 // return 1; // print_list(&list); // fprintf(stdout, "Removing an element after the first element\n"); // // element = list_head(&list); // if (list_rem_next(&list, element, (void **)&data) != 0) // return 1; // // print_list(&list); // // fprintf(stdout, "Inserting 012 at the head of the list\n"); // // *data = 12; // if (list_ins_next(&list, NULL, data) != 0) // return 1; // // print_list(&list); // // fprintf(stdout, "Iterating and removing the fourth element\n"); // // element = list_head(&list); // element = list_next(element); // element = list_next(element); // // if (list_rem_next(&list, element, (void **)&data) != 0) // return 1; // // print_list(&list); // // fprintf(stdout, "Inserting 013 after the first element\n"); // // *data = 13; // if (list_ins_next(&list, list_head(&list), data) != 0) // return 1; // // print_list(&list); // // i = list_is_head(&list, list_head(&list)); // fprintf(stdout, "Testing list_is_head...Value=%d (1=OK)\n", i); // i = list_is_head(&list, list_tail(&list)); // fprintf(stdout, "Testing list_is_head...Value=%d (0=OK)\n", i); // i = list_is_tail(&list,list_tail(&list)); // fprintf(stdout, "Testing list_is_tail...Value=%d (1=OK)\n", i); // i = list_is_tail(&list,list_head(&list)); // fprintf(stdout, "Testing list_is_tail...Value=%d (0=OK)\n", i); fprintf(stdout, "Destroying the list\n"); list_destroy(&list); return 0;}#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include "list.h"/* destroy */void destroy(void *data){ printf("in destroy\n"); free(data); return;}/* main */int main(int argc, char **argv){ ListElmt *elem_ptr = NULL; int i; int ret; int *data = NULL; /* Create a linked list */ List list_exp; /* init the list */ printf("\ninit the list:\n"); list_init(&list_exp, destroy); /* insert the element */ printf("\ncreate a list:\n"); for(i = 0; i < 10; i++ ) { data = (int *)malloc(sizeof(int)); if( data == NULL ) return -1; *data = i; list_ins_next(&list_exp, NULL, (void *)data); } /* now the list has 10 element, then traverse and print every element */ elem_ptr = list_exp.head; for( i = 0; i < 10; i++ ) { printf("%d ", *(int *)list_data(elem_ptr) ); elem_ptr = list_next(elem_ptr); } printf("\n"); /* Remove the element, its value of the data equal 4,then traverse and print again */ elem_ptr = list_exp.head; for( i = 0; i < list_size(&list_exp); i++ ) { if( *(int *)list_data(elem_ptr) == 5 ) { ret = list_rem_next(&list_exp, elem_ptr, (void **)&data); if( ret == 0 ) { destroy(data); } } elem_ptr = list_next(elem_ptr); } printf("after remove the element: value = 4\n"); //traverse and print again elem_ptr = list_exp.head; for( i = 0; i <list_size(&list_exp); i++ ) { printf("%d ", *(int *)list_data(elem_ptr) ); elem_ptr = list_next(elem_ptr); } printf("\n\n"); printf("here begin to destroy the list :\n"); //destroy the linked list list_destroy(&list_exp); return 0;}
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