【數據結構與算法】單鏈表操作（C++）

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
/*單鏈表節點定義*/
typedef struct LNode {
    int data;            //data中存放節點數據域 
    struct LNode *next;   //指向后繼節點的指針
}LNode;  //定義單鏈表節點類型

/*例2.3開始*/
/*A和B是兩個單鏈表（帶表頭結點），其中元素遞增有序，設計一個算法，將A 和B歸並成一個按元素值非遞減有序的鏈表C，C由A和B中的節點組成*/
void mergeLNodeAsc(LNode *A, LNode *B, LNode *&C) {
    LNode *p = A->next;//p用來跟蹤A的最小值節點  A->next表示A鏈表的開始節點（頭結點的下一個） A遞增，所以p指向他表示指向A的最小節點，即用p來跟蹤A的最小節點
    LNode *q = B->next;//q來跟蹤B的最小值節點
    LNode *r; //r始終指向C的終端節點
    C = A;//用A的頭結點來做C的頭結點
    C->next = NULL;
    free(B); //B的頭結點無用，則釋放掉
    r = C;//r指向C 因為此時頭結點也是終端節點
    while (p!=NULL&&q!=NULL) {//當p和q都不空時，選取p和q所指節點中的較小者插入C的尾部
        if (p->data<=q->data) {
            printf("p小於q");
            r->next=p; //賦值C的節點
            p = p->next; //p前移一個
            r = r->next; //r前移一個

        }
        else {
            printf("q小於p");
            r->next = q;
            q = q->next;
            r = r->next;
        }

    }
    r->next = NULL; //這一個其實可以去掉 因為至少會剩下一個插入到C的尾部
    /*將還有剩余節點的鏈表插入到C的尾部*/
    if (p!=NULL) {
        r->next = p;
    }
    if (q != NULL) {
        r->next = q;
    }

}
/*例2.3結束*/


/*尾插法建立鏈表C*/

void createListR(LNode *&C,int a[],int n) {//要改變的變量用引用型
    LNode *s, *r;//s用來指向新申請的節點，r始終指向C的終端節點
    int i;
    C = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));//申請C的頭結點空間
    C->next = NULL;
    r = C;//r指向頭結點，因為此時頭結點就是終端節點
    for (i = 0; i < n;++i) {
        s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //s指向新申請的節點
        s->data = a[i]; //用新申請的節點來接收a的一個元素
        r->next = s; //用r來接納新節點
        r = r->next; //用r指向終端節點，以便於接納下一個到來的節點
    }
    r->next = NULL;//數組a中所有的元素都已經裝入鏈表C中，C的終端節點的指針域為NULL C建立完成

}

/*頭插法建立鏈表C*/
void createListF(LNode *&C, int a[], int n) {//要改變的變量用引用型
    LNode *s;//s用來指向新申請的節點
    int i;
    C = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));//申請C的頭結點空間
    C->next = NULL;
    for (i = 0; i < n; ++i) {
        s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //s指向新申請的節點
        s->data = a[i]; //用新申請的節點來接收a的一個元素
        s->next = C->next;//s所指新節點的指針域next指向C的開始節點
        C->next = s;//頭結點的指針域next指向s節點，使得s稱為新的開始節點
    }

}

/*歸並為遞減的單鏈表*/

void  mergeLNodeDesc(LNode *A,LNode *B,LNode *&C) {

    LNode *p = A->next;
    LNode *q = B->next;
    LNode *s;
    C = A;
    C->next = NULL;
    free(B);
    while (p!=NULL&&q!=NULL) {
        if (p->data<=q->data) {
            s = p;
            p=p->next;
            s->next=C->next;
            C->next = s;
        }
        else {
            s = q;
            q = q->next;
            s->next = C->next;
            C->next = s;
        }
    }
    /*必須將剩余元素逐個插入C的頭部才能得到最終的遞減序列*/

    while (p!=NULL) {
        s = p;
        p = p -> next;
        s ->next = C->next;
        C->next = s;
    }
    while (q != NULL) {
        s = q;
        q = q->next;
        s->next = C->next;
        C->next = s;
    }

}

/*例2.4開始*/
/*查找鏈表C中是否存在一個值為x的節點，若存在，則刪除該節點並返回1，否則返回0*/

int findAndDelete(LNode *C,int x) {
    LNode *p, *q; /*q用來接納刪除的元素 ，p用來指向C的節點*/
    p = C;
    while (p->next!=NULL) {

        if (p->next->data ==x) {/*查找的是要刪除節點的額前驅節點*/
            break;
        }
        p = p->next; /*如果當前不是要找的節點 則p向后移*/
    }
    /*沒找到*/
    if (p->next ==NULL) {
        return 0;
    
    }
    else {
        /*刪除部分開始*/
        q = p->next;
        p->next = p->next->next;
        free(q);
        /*刪除部分結束*/
        return 1;
    }

}
/*例2.4結束*/

/*打印鏈表中的元素*/
void showLNode(LNode *C) {
    LNode *p;
    p = C;
    while (p->next!=NULL) {
        printf("C的數據為：%d\n", p->next->data);
        p = p->next;
    }
    
}

void main() {

    LNode *C;
    int a[] = { 1,2,3,4 };
    int n = 4;
    createListF(C, a, n);
    showLNode(C);// 4 3 2 1 
    findAndDelete(C, 2);
    showLNode(C);// 4 3 1


    LNode *D;
    int b[] = { 1,2,3,4,5,6 };
    int m = 6;
    createListR(D, b, m);
    showLNode(D); // 1 2 3 4 5 6

    findAndDelete(D, 8);
    showLNode(D);// 1 2 3 4 5 6
    printf("開始合並數組");

    LNode *M;
    int m1[] = { 1,3,5 };
    int m2 = 3;
    createListR(M, m1, m2);
    LNode *N;
    int n1[] = { 2,4,6 };
    int n2 = 3;
    createListR(N, n1, n2);
    LNode *O;
    mergeLNodeDesc(M, N,O);
    showLNode(O);// 6 5 4 3 2 1

    LNode *Q;
    int q1[] = { 1,3,5 };
    int q2 = 3;
    createListR(Q, q1, q2);
    LNode *R;
    int r1[] = { 2,4,6 };
    int r2 = 3;
    createListR(R, r1, r2);
    LNode *P;
    mergeLNodeAsc(Q, R, P);
    showLNode(P);// 1 2 3 4 5 6
}