不帶頭結點的單鏈表------C語言實現

/****************************************************/  3 File name：no_head_link.c
Author：SimonKly   Version:0.1    Date: 2017.5.20
Description：不帶頭節點的單鏈表
Funcion List: 
*****************************************************/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct node
{
    int id;
    struct node * next;
}* Link, Node;

/*創建鏈表*/
void create_link(Link * head)
{
    *head = NULL;//空鏈表
}

/*頭插*/
void insert_node_head(Link * head, Link new_node)
{
    new_node->next = *head;
    *head = new_node;
}

#if 1
/*尾插*/
void insert_node_tail(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL;

    if (*head == NULL)
    {
        *head =new_node;
        new_node->next = NULL;
        return ;
    }
    else
    {
        p = *head;
        while (p->next != NULL)
        {
            p = p->next;
        }
        p->next = new_node;
        new_node->next = NULL;
    }
}
#endif

/*輸出鏈表*/
void display_link(Link head)
{
    Link p = NULL;

    p = head;

    if(p == NULL)
    {
        printf("link is empty!\n");
        return ;
    }

    while (p != NULL)
    {
        printf("id = %d\n", p->id);
        p = p->next;
    }

    putchar(10);
}

/*檢查malloc是否分配成功*/
void is_malloc_ok(Link new_node)
{
    if (new_node == NULL)
    {
        printf("malloc error!\n");
        exit(-1);
    }
}

/*創建節點*/
void create_node(Link * new_node)
{
    *new_node = (Link)malloc(sizeof(Node));

    is_malloc_ok(*new_node);
}

/*釋放節點*/
void realse_node(Link * head)
{
    Link p = NULL;

    p = *head;
    while (*head != NULL)
    {
        *head = (*head)->next;//head移動
        free(p);//釋放head之前的節點
        p = *head;
    }
}


/*中間插入節點*/
void insert_node_mid(Link * head, Link new_node, int loc)
{
    int i;
    Link p = NULL;

    p = *head;

    for(i = 1; i < loc; i++)
    {
        p = p->next;
    }

    new_node->next = p->next;
    p->next = new_node;
}

/*中間插入，前面*/
void insert_node_mid_front(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    p = q = *head;

    if (*head == NULL)
    {
        printf("link is empty\n");
        return ;
    }

    while (p != NULL && p->id != new_node->id)
    {
        q = p;
        p = p->next;
    }
    
    if (p == NULL)
    {
        printf("No such node in link!\n");
        free(new_node);
        return ;
    }
    if (p->id == (*head)->id)
    {
        new_node->next = *head;
        *head = new_node;
    }
    else
    {
        q->next = new_node;
        new_node->next = p;
    }
}
#if 1
/*刪除節點*/
void delete_node(Link * head, int data)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    q = p = *head;

    if (p == NULL)//鏈表為空的時候
    {
        printf("link is empty!\n");
        return ;
    }
    else//鏈表不為空的時候
    {
        while (p != NULL && p->id != data)//尋找節點
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }

        if ((*head)->id == data)//刪除節點為頭節點時
        {
            *head = (*head)->next;
            free(p);//free(q);
        }
        else//刪除節點不為頭節點，尾節點不用考慮
        {
            q->next = p->next;
            free(p);
        }
    }
}
#endif

#if 0
void delete_node(Link * head, int data)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    q = p = *head;

    if (p == NULL)//鏈表為空的時候
    {
        printf("link is empty!\n");
        return ;
    }
    else//鏈表不為空的時候
    {
        while (p != NULL && (p->next)->id != data)//尋找節點
        {
            p = p->next;
        }

        if ((*head)->id == data)//刪除節點為頭節點時
        {
            *head = (*head)->next;
            free(p);//free(q);
        }
        else//刪除節點不為頭節點，尾節點不用考慮
        {
            q = p->next;
            p->next = q->next;
            free(q);
        }
    }
}
#endif

/*插入之后依舊有序*/
void insert_node_seq(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL, q = NULL;

    p = q = *head;

    if (p == NULL)//鏈表為空的時候
    {
        *head = new_node;
        new_node->next = NULL;
    }
    else
    {
        while (p != NULL && p->id < new_node->id)//尋找位置
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }
        
        if ((*head)->id > new_node->id)//找到的節點為頭節點
        {
            new_node->next = *head;
            *head = new_node;
        }
        else
        {
            q->next = new_node;
            new_node->next = p;
        }
    }
}

#if 1
/*插入依舊有序實現方法二*/
void insert_node_seq_1(Link * head, Link new_node)
{
    Link p = NULL;
    Link q = NULL;

    p = q = *head;

    if (p == NULL)//空鏈表
    {
        *head = new_node;
        new_node->next =NULL;
    }
    else
    {
        while ((p->id < new_node->id) && (p->next != NULL))
        {
            q = p;
            p = p->next;
        }
        
        if ((*head)->next == NULL)//一個節點的時候
        {
            if (p->id > new_node->id)
            {
                new_node->next = *head;
                *head = new_node;
            }
            else
            {
                p->next = new_node;
            }
        }
        else
        {
            if (p->next == NULL)//尾節點
            {
                if (p->id > new_node->id)//插入前
                {
                    q->next = new_node;
                    new_node->next = p;
                }
                else
                {
                    p->next = new_node;
                }
            }
            else//不是尾節點
            {
                if((*head)->id > new_node->id)//頭節點
                {
                    new_node->next = *head;
                    *head = new_node;
                }
                else//中間插入時
                {
                    q->next = new_node;
                    new_node->next = p;
                }
            }
        }/*end of if()*/
    }/*end of if (p == NULL)*/
}
#endif

int main()
{
    Link head = NULL;//防止出現野指針
    Link new_node = NULL;//防止出現野指針
    int i;
    int data;

    create_link(&head);//創建鏈表

    for (i = 0; i < 10; i++)//值域賦值，並插入新節點
    {
    //    new_node = (Link)malloc(sizeof(Node));//創建新節點
        create_node(&new_node);
    //    new_node->id = i + 1;//賦值
    //    insert_node_head(&head, new_node);//插入節點，頭插
    //    insert_node_tail(&head, new_node);//插入節點，尾插
    
        printf("please input node value:\n");
        scanf("%d", &new_node->id);
        insert_node_seq(&head, new_node);
//        insert_node_seq_1(&head, new_node);
        display_link(head);//輸出節點的值域
    }

    display_link(head);//輸出節點的值域

#if 0
    create_node(&new_node);
    new_node->id = i + 1;
    insert_node_mid(&head, new_node, 3);//指定位置插入，中間插入
    putchar(10);
    display_link(head);//輸出節點的值域

#if 0
    create_node(&new_node);
    scanf("%d", &new_node->id);
    insert_node_mid_front(&head, new_node);
    display_link(head);//輸出節點的值域
#endif

    scanf("%d", &i);
    delete_node(&head, i);//刪除指定節點
    display_link(head);

#if 0

    create_node(&new_node);
    scanf("%d", &new_node->id);
    insert_node_seq(&head, new_node);//有序插入指定元素
    display_link(head);
#endif
#endif
    realse_node(&head);//釋放節點

    display_link(head);//輸出節點的值域
    return 0;
}

由於鏈式數據結構中有指針的各種指向問題，所以在紙上畫圖是比較容易理解。

其中在對頭指針（注意是頭指針，不是頭節點，兩個不是一個概念，頭指針是整個鏈表的操作的基礎，鏈表存在的象征，頭指針是整個“鏈表公司”的一把手，頭頭結點是鏈表中的第一個元素）的操作，除了在插入，刪除和銷毀中頭指針的指向發生改變，需要直接對頭指針head操作外，其他方法都不要對頭指針進行操作，以免丟失整個鏈表。

在對鏈表中的增加時，需要考慮鏈表中開始存在的元老級的“人物”，所以我們不能隨便就對它們變換“崗位”，我得先找到”接班人“之后再對這些元老級的崗位進行調整。

在對鏈表中的節點進行刪除時，也需要首先考慮這些元老級的“人物”，畢竟人家沒有功勞也有苦勞，我們得代理好它走后它的”上級“和他的”下級“溝通交流的問題。

代碼中的一些條件編譯和注釋是未完成一些功能的另一種方法。

在銷毀整個鏈表時，相當於整個鏈表公司破產，作為公司一把手的head，依次需要對手下任勞任怨的員工進行思想工作。當整個公司沒有員工時，一把手也什么都沒有了即NULL。

代碼中的功能函數包括：

1.創建鏈表

2.創建節點

3.插入節點------------頭插，尾插以及插入即有序，指定位置插入的方法，根據需要選擇合適的方法

　　頭插：實現鏈式棧

　　尾插：實現鏈式隊列

4.刪除節點

5.銷毀整個鏈

6.判斷malloc函數是否執行成功

7.輸出鏈