【ADT】鏈表的基本C語言實現

什么是抽象數據類型？
首先，這一概念是軟件開發人員在力求編寫的代碼健壯、易維護且可以復用的過程中產生的。
英文是AbstractData Type。有人將其比作“抽象”的牆壁，“它將接口和實現明確分開，所以用戶只看到接口，因此不需要參與實現。”構建者則着力實現ADT接口。ADT成為了雙方的契約，這使得代碼更容易維護。

接口：接口是把公共的方法和屬性組合起來以封裝特定功能的一個集合。

創建linked list.h頭文件

#ifndef LIST_H_
#define LIST_H_
#include <stdbool.h>
#define TSIZE 45

typedef struct book{ // 建立包含元素屬性的item結構體
    char title[TSIZE];
    int rating;
}Item;

typedef struct node { // 鏈表的節點，包含item各項屬性以及一個用來存放下一項地址的指針（鏈表鏈接的關鍵）
    Item item;
    struct node*next;
}Node;
typedef Node * List; 

void InitList(List * plist);
bool ListisEmpty(const List * plist);
bool ListisFull(const List * plist);
unsigned int ListItemCount(const List * plist);
bool AddItem(Item item, List * plist);
void Traverse(const List * plist, void(*pfun)(Item item));
void EmptyTheList(List * plist);

#endif

功能函數的定義

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "list.h"
static void CopyToNode(Item item, Node * pnode) // 拷貝數據
{
    pnode->item = item;
}
void InitList(List * plist) // 初始化鏈表為空
{
    *plist = NULL;
}

bool ListisEmpty(const List * plist)  // 檢查鏈表是否為空
{
    return *plist == NULL ? true : false;
}
bool ListisFull(const List * plist)  // 檢查鏈表是否已滿
{
    Node * pt;
    pt = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    return pt == NULL ? true : false;
}
unsigned int ListItemCount(const List * plist)
{
    unsigned int count = 0;
    Node * pnode = *plist;
    while (pnode != NULL)
    {
        ++count;
        pnode = pnode->next;
    }
    return count;
}
bool AddItem(Item item, List * plist) // 在鏈表結尾添加新的項
{
    Node * pnew; // 申請一個新的節點
    Node * scan = *plist; 
    pnew = (Node *)malloc(sizeof(Node)); // 給新節點申請空間 
    if (pnew == NULL) return false; // 申請失敗，返回false
    CopyToNode(item, pnew); // 把item的內容復制到新節點中
    pnew->next = NULL; // 將新節點的next指針設置為NULL，表示這一節點為當前的末尾項
    if (scan == NULL) // 如果當前是空表，則將新節點設置為表的首項
        *plist = pnew;
    else
    {
        while (scan->next != NULL) //找到當前表中的末尾節點
            scan = scan->next;
        scan->next = pnew; //將新節點的地址保存在末尾節點的next成員里（即給鏈表添加了一個新的項）
    }
    return true;
}
void Traverse(const List * plist, void(*pfun)(Item item)) // 將某函數作用於鏈表的每一節點
{
    Node * pnode = *plist; // 將節點指向開頭
    while (pnode != NULL) 
    {
        (*pfun)(pnode->item); 
        pnode = pnode->next;
    }
}
void EmptyTheList(List * plist) // 清空鏈表
{
    Node * psave; // 用來保存當前清除項的下一節點的地址
    while (*plist != NULL)
    {
        psave = (*plist)->next;
        free(*plist);
        *plist = psave;
    }
}

用戶接口：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "list.h"
void showmovies(Item item);
char * s_gets(char * st, int n);

int main(void)
{
    List book;
    Item temp;

    InitList(&book);
    if (ListisFull(&book))
    {
        fprintf(stderr, "No memory available\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    puts("Enter first book title:");
    while (s_gets(temp.title, TSIZE) != NULL&&
        temp.title[0] != '\0')
    {
        puts("Enter your rating<0-10>:");
        scanf("%d", &temp.rating);
        while (getchar() != '\n')
            continue;
        if (AddItem(temp, &book) == false)
        {
            fprintf(stderr, "Problem allocating memory\n");
            break;
        }
        if (ListisFull(&book))
        {
            puts("The list is now full.\n");
            break;
        }
        puts("Enter next book title(empty line to stop):");
    }

    if (ListisEmpty(&book))
        printf("No data entered.\n");
    else {
        printf("Here is the movies list:\n");
        Traverse(&book, showmovies);
    }
    printf("You entered %d movies.\n", ListItemCount(&book));

    EmptyTheList(&book);
    printf("Bye\n");

    return 0;
}
void showmovies(Item item)
{
    printf("book: %s Rating:%d\n", item.title, item.rating);
}
char * s_gets(char * st, int n)
{
    char * ret_val;
    char * find;
    ret_val = fgets(st, n, stdin);
    if (ret_val)
    {
        find = strchr(st, '\n');
        if (find)
            *find = '\0';
        else
            while (getchar() != '\n')
                continue;
    }
    return ret_val;
}