一般鏈表實現集合運算(C語言)


最近在學習數據結構,遇到以下問題:

假設集合A = (c, b, e, g, f, d),B = (a, b, n, f),利用一般線性鏈表實現集合運算(A-B)∪(B-A)。

分析:

上面的問題只要是考察怎樣應用鏈表,熟悉鏈表的操作,對鏈表有更加理性的認識。題目理解:題目的意思是將A和B中相同的元素刪除,不同的元素插入的到A中,或者另外創建一個鏈表來存儲。知道題目要求之后下面來提供實現思路:

思路:

1、根據鏈表的特點,實現它的基本功能(增、刪、改、查)。
2、在主函數中創建兩個鏈表來存儲集合A和B。
3、題目實現函數:通過使用指針來遍歷A和B如果發現相同元素則進行刪除,如果沒有相同元素則添加。

下面給出示例代碼:

/**
 * @Author   明志
 * @Detail   實現集合運算(A-B)∪(B-A)
 * @DateTime 2019-11-02
 * @Tools    sublime text3 + gcc
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>

typedef char ElemType;   //聲明元素類型

//聲明單鏈表的存儲結構
typedef struct LNode
{
	ElemType data;
	struct LNode* next;

}LNode, *LinkList;

//初始化單鏈表

void InitList(LinkList* L)  //注意:這里的L是二級指針
{
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); //分配空間
	if (!(*L))
	{
		printf("the allocation space error!");
		exit(0);
	}
	(*L)->next = NULL;
}

//銷毀單鏈表
void DestroyList(LinkList *L)
{
	LinkList q;
	while (*L)
	{
		q = (*L)->next;
		free(*L);  //釋放頭結點
		*L = q;   //L指向原首元節點,實現頭結點
	}
}

//將單鏈表重置為空表
void ClearList(LinkList L)
{
	LinkList p = L->next; //p指向第一個結點
	L->next = NULL;   //頭結點指針域為空
	DestroyList(&p);  //銷毀p所指向的單鏈表

}

//判斷單鏈表是否為空表
int ListEmpty(LinkList L)
{
	if (L->next) //非空
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1;
	}

}

//返回L中的數據元素個數
int ListLength(LinkList L)
{
	int i = 0;
	LinkList p = L->next; //p指向第一個結點
	while (p)
	{
		i++;
		p = p->next;  //p指向下一個結點
	}
	return i;

}


//獲取單鏈表中的第i個元素
int GetElem(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
	int j = 1;
	LinkList p = L->next; //p指向第一個結點
	while (p && j < i)
	{
		j++; //計數器加一
		p = p->next;  //p指向下一個結點
	}

	if ((!p) || (j > i)) //結點不存在
	{
		return 0;
	}
	*e = p->data;  //獲取第i個元素
	return 1;
}

//返回L中第一個與e存在關系的元素的位置
int LocateElem(LinkList L, ElemType e, int(*compare)(ElemType, ElemType))
{
	int i = 0;
	LinkList p = L->next; //p指向第一個結點
	while (p)  //未到表尾
	{
		i++;
		if (compare(p->data, e))  //找出數據元素
		{
			return i;
		}
		p = p->next;  //p指向下一個結點
	}
	return 0;  //滿足關系的數據元素不存在
}

//比較兩個元素是否相等
int ListCompare(ElemType e1, ElemType e2)
{
	if (e1 == e2)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}

}
//在帶頭結點的單鏈表L中第i個位置之前插入元素e
int ListInsert(LinkList L, int i, ElemType e)
{
	int j = 0;
	LinkList s, p = L;   //p指向頭結點
	while (p && j < i - 1)  //尋找第i - 1個結點
	{
		j++;
		p = p->next;  //p指向下一個結點
	}
	if (!p || j > i - 1)
	{
		return -1;   //插入失敗
	}
	s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));  //生成新節點,以下將其插入L中
	s->data = e;      //將e賦值給新節點
	s->next = p->next; //新節點指向原第i個結點
	p->next = s;      //原第i-1個結點指向新節點
	return 1;     //成功插入
}

//在單鏈表中刪除第i個元素並且用e返回
int ListDelete(LinkList L, int i, ElemType *e)
{
	int j = 0;
	LinkList q, p = L;
	while (p->next && j < i - 1)
	{
		j++;
		p = p->next;   //p指向下一個結點
	}

	if (!p->next || j > i - 1)  //刪除位置不合理
	{
		return -1;
	}

	q = p->next;  //指向待刪除的結點
	p->next = q->next;   //
	*e = q->data;
	free(q);
	return 1;

}

//打印函數
void Display(ElemType e)
{
	printf("%c, ", e);

}
//將元素輸出
void ListTraverse(LinkList L, void(*visit)(ElemType))
{
	LinkList p = L->next;
	while (p)
	{
		visit(p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

//求和函數
void ListAdd(LinkList &list1, LinkList &list2)
{
	ElemType e;   //用來暫時存放元素
	LinkList p1 = list1->next;    //首先將指針賦值給變量p1和p2,使用指針來遍歷鏈表
	LinkList p2 = list2->next;

	while (p1)
	{
		while (p2)
		{
			int pos = LocateElem(list1, p2->data, ListCompare);   //尋找元素的位置
			if (pos)   //如果元素存在,則將元素刪除
			{
				ListDelete(list1, pos, &e);  //刪除元素
			}
			else
			{
				ListInsert(list1, 1, p2->data);   //插入元素
			}
			p2 = p2->next;   //移動指針,遍歷鏈表
		}

		p1 = p1->next; //移動指針,遍歷鏈表
	}


}

int main(void)
{
	char A[] = {'c', 'b', 'e', 'g', 'f', 'd'};  //初始化插入元素
	char B[] = {'a', 'b', 'n', 'f'};
	LinkList list1;    //用鏈表來保存數據
	LinkList list2;

	InitList(&list1);   //初始化鏈表
	InitList(&list2);
	//初始化鏈表
	for (int i = 0; i < 6; i++)
	{
		ListInsert(list1, i + 1, A[i]);    //將鏈表初始化
	}

	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		ListInsert(list2, i + 1, B[i]);    //將鏈表初始化
	}

	ListTraverse(list1, Display);     //顯示鏈表當前狀態
	ListTraverse(list2, Display);

	ListAdd(list1, list2);
	//輸出鏈表的結果
	ListTraverse(list1, Display);    //顯示結果
	ClearList(list1);
        ClearList(list2);
	system("pause");    //讓程序等待

	return 0;
}

測試結果:

注:

上面程序在遍歷鏈表查找相同元素時,效率還不是很高,如果你有更好的想法歡迎給我留言。


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