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《C语言及程序设计》实践参考——改造链表

2015-07-05 1135
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简介： 返回：贺老师课程教学链接【项目3 - 改造链表】 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

返回：贺老师课程教学链接

【项目3 - 改造链表】
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 5
typedef 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。
为简便起见，每编写一个函数，立刻在main函数中调用进行测试。
（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：

[参考解答]

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list2();  //新结点始终在链表尾部
void out_list();    //输出链表

int main( )
{
    make_list2();
    out_list();
    return 0;
}
void make_list2()
{
    int n;
    Node *p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    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);
    }
    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;
}

（2）编写函数void search(int x)，输出链表中是否有值为x的结点。
[参考解答]

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list2();  //新结点始终在链表尾部
void out_list();    //输出链表
void search(int x);  //查找是否有值为x的结点

int main( )
{
    int x;
    make_list2();
    out_list();
    scanf("%d", &x);  //测试中输入一个链表中有的数字
    search(x);
    scanf("%d", &x);  //测试中输入一个链表中没有的数字
    search(x);
    return 0;
}

void make_list2()
{
    int n;
    Node *p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    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);
    }
    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;
}

void search(int x)
{
    //查找是否有值为x的结点
    Node *p=head;
    while(p!=NULL&&p->data!=x)
    {
        p=p->next;
    }
    if(p!=NULL)  //退出上一层循环一定是因为p->data==x
        printf("在链表中有值为%d的结点\n", x);
    else
        printf("在链表中没有值为%d的结点\n", x);
    return;
}

补充：

这个版本的search，只判断是否找到，有兴趣的同学，可以实现能输出有几个的版本
void search(int x)还可以重定义为bool search(int x)，让main函数根据返回值输出结果
对应能输出有几个的版本，重定义为int search(int x)，返回值是存在的个数，为0没有找到

（3）编写函数delete_first_node()，删除链表中的第一个结点。
[参考解答]

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list2();  //新结点始终在链表尾部
void out_list();    //输出链表
void delete_first_node();  //删除第一个结点

int main( )
{
    make_list2();
    out_list();
    delete_first_node();
    out_list();
    return 0;
}

void make_list2()
{
    int n;
    Node *p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    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);
    }
    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;
}

void delete_first_node()
{
    Node *p=head;
    if (p!=NULL)
    {
        head = p->next;
        free(p);
        printf("删除了首结点.\n");
    }
    else
    {
        printf("空链表，不能删除.\n");
    }
    return;
}

（4）编写函数delete_node(int x)，删除结点值为x的结点。
[参考解答]

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list2();  //新结点始终在链表尾部
void out_list();    //输出链表
void delete_node(int x);  //删除第一个结点

int main( )
{
    make_list2();
    out_list();
    delete_node(3);
    out_list();
    return 0;
}

void make_list2()
{
    int n;
    Node *p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    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);
    }
    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;
}

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
            }
        }
    }
    return;
}

为充分测试，该程序运行了4次，所用的测试输入数据分别为：
5 2 9 9 7 11 3 0
3 5 2 9 9 7 11 0
3 5 2 9 3 9 7 11 0
3 3 3 3 3 3 3 0

（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。若输入为3 5 2 9 4 7 0，建立的链表为：

[参考解答]

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list3();  //建立有序链表，各结点由小到大
void out_list();    //输出链表

int main( )
{
    make_list3();
    out_list();
    return 0;
}

void make_list3()
{
    int n;
    Node *t,*p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    scanf("%d", &n);
    while(n>0)
    {
        t=(Node*)malloc(sizeof(Node));
        t->data=n;
        t->next=NULL;
        if(head==NULL)   //是空链表，p作为第一个结点即可
            head=t;
        else             //插入p结点后，各结点应该保持有序
        {
            if(n<=head->data)  //新加入的结点应该为首结点
            {
                t->next=head;
                head=t;
            }
            //应该找到合适的位置后，将结点插入
            //此时，链表中至少已经有一个结点，且插入结点不是首结点
            else
            {
                p=head;
                q=p->next;   //p与q相邻，p更靠近q，插入位置将在p和q之间
                while(q!=NULL&&n>q->data)  //链表没有完且p结点比n小，一直往后找
                {
                    p=q;
                    q=p->next;
                }
                if(q==NULL) //q为null，作为最后一个结点直接插入到p后即可
                {
                    p->next = t;
                }
                else   //t插入到p和q之间
                {
                    t->next=q;
                    p->next=t;
                }
            }
        }
        scanf("%d", &n);
    }
    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;
}

（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。
[参考解答]

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list3();  //建立有序链表，各结点由小到大
void out_list();    //输出链表
void insert(int x); //将值为x的结点插入到有序链表中，使仍有序

int main( )
{
    make_list3();
    out_list();
    insert(5);
    out_list();
    return 0;
}

void make_list3()
{
    int n;
    Node *t,*p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    scanf("%d", &n);
    while(n>0)
    {
        t=(Node*)malloc(sizeof(Node));
        t->data=n;
        t->next=NULL;
        if(head==NULL)   //是空链表，p作为第一个结点即可
            head=t;
        else             //插入p结点后，各结点应该保持有序
        {
            if(n<=head->data)  //新加入的结点应该为首结点
            {
                t->next=head;
                head=t;
            }
            //应该找到合适的位置后，将结点插入
            //此时，链表中至少已经有一个结点，且插入结点不是首结点
            else
            {
                p=head;
                q=p->next;   //p与q相邻，p更靠近q，插入位置将在p和q之间
                while(q!=NULL&&n>q->data)  //链表没有完且p结点比n小，一直往后找
                {
                    p=q;
                    q=p->next;
                }
                if(q==NULL) //q为null，作为最后一个结点直接插入到p后即可
                {
                    p->next = t;
                }
                else   //t插入到p和q之间
                {
                    t->next=q;
                    p->next=t;
                }
            }
        }
        scanf("%d", &n);
    }
    return;
}

void insert(int x) //将值为x的结点插入到有序链表中，使仍有序
{
    Node *t,*p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    t=(Node*)malloc(sizeof(Node));;
    t->data=x;
    t->next=NULL;
    if(head==NULL)   //是空链表，p作为第一个结点即可
        head=t;
    else             //插入p结点后，各结点应该保持有序
    {
        if(x<=head->data)  //新加入的结点应该为首结点
        {
            t->next=head;
            head=t;
        }
        //应该找到合适的位置后，将结点插入
        //此时，链表中至少已经有一个结点，且插入结点不是首结点
        else
        {
            p=head;
            q=p->next;   //p与q相邻，p更靠近q，插入位置将在p和q之间
            while(q!=NULL&&x>q->data)  //链表没有完且p结点比n小，一直往后找
            {
                p=q;
                q=p->next;
            }
            if(q==NULL) //q为null，作为最后一个结点直接插入到p后即可
            {
                p->next = t;
            }
            else   //t插入到p和q之间
            {
                t->next=q;
                p->next=t;
            }
        }
    }
    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;
}

（6）另解
实际上，从程序整体上看，makelist3()可以直接调用insert(int x)实现，这样写出的程序合乎工程上的原则。这启示我们，用函数组织程序结构，应该成为一种意识。

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define N 5
typedef struct NODE
{
    int data;            //结点的数据
    struct NODE *next;  //指向下一结点
} Node;
Node *head=NULL;
void make_list3();  //建立有序链表，各结点由小到大
void out_list();    //输出链表
void insert(int x); //将值为x的结点插入到有序链表中，使仍有序

int main( )
{
    make_list3();
    out_list();
    insert(5);
    out_list();
    return 0;
}

void make_list3()
{
    int n;
    printf("输入若干正数（以0或一个负数结束）建立链表：\n");
    scanf("%d", &n);
    while(n>0)
    {
        insert(n);
        scanf("%d", &n);
    }
    return;
}

void insert(int x) //将值为x的结点插入到有序链表中，使仍有序
{
    Node *t,*p,*q;  //p用于指向新建立的结点, q指向链表尾部
    t=(Node*)malloc(sizeof(Node));;
    t->data=x;
    t->next=NULL;
    if(head==NULL)   //是空链表，p作为第一个结点即可
        head=t;
    else             //插入p结点后，各结点应该保持有序
    {
        if(x<=head->data)  //新加入的结点应该为首结点
        {
            t->next=head;
            head=t;
        }
        //应该找到合适的位置后，将结点插入
        //此时，链表中至少已经有一个结点，且插入结点不是首结点
        else
        {
            p=head;
            q=p->next;   //p与q相邻，p更靠近q，插入位置将在p和q之间
            while(q!=NULL&&x>q->data)  //链表没有完且p结点比n小，一直往后找
            {
                p=q;
                q=p->next;
            }
            if(q==NULL) //q为null，作为最后一个结点直接插入到p后即可
            {
                p->next = t;
            }
            else   //t插入到p和q之间
            {
                t->next=q;
                p->next=t;
            }
        }
    }
    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;
}
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C语言
贺利坚
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