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 structNodeType
{
char elem;
NodeType*next;
}Node;
/*双链表节点结构*/
typedef structDNodeType
{
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
添加节点
/*在尾部插入节点#add 可以直接在指定参数节点插入*/
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(#add 将head的next的next插入到head与其next之间)。
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
/*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、总结及源文件
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*/
typedefstruct NodeType
{
char elem;
NodeType*next;
}Node;
/*双链表节点结构*/
typedefstruct 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 inputelem:";
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 DoubleListare:";
while(p->next)
{
p=p->next;
if(p->elem)
cout<<setw(5)<<p->elem;
}
cout<<"\n DoubleListare:";
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 inputelem:";
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 toinsert:";
cin>>ch;
InsertNode(head,ch);
PrintList(head);
//删除节点
cout<<"\n input elem todelete:";
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 Nodeis:";
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;
}
|
