#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "ctype.h"
#include "stdlib.h"
#include "io.h"
#include "math.h"
#include "time.h"

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 20 // 存儲空間初始分配量

typedef int Status;// Status是函數的類型,其值是函數結果狀態代碼。如OK等
typedef int ElemType;//ElemType類型依據實際情況而定，這裏如果為int


Status visit(ElemType c)
{
    printf("%d ",c);
    return OK;
}

typedef struct Node
{
    ElemType data;
    struct Node *next;
}Node;
typedef struct Node *LinkList; // 定義LinkList

// 初始化順序線性表
Status InitList(LinkList *L)
{
    *L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); // 產生頭結點,並使L指向此頭結點
    if(!(*L)) // 存儲分配失敗
            return ERROR;
    (*L)->next=NULL; //指針域為空

    return OK;
}

//初始條件：順序線性表L已存在。操作結果：若L為空表，則返回TRUE，否則返回FALSE
Status ListEmpty(LinkList L)
{
    if(L->next)
            return FALSE;
    else
            return TRUE;
}

// 初始條件：順序線性表L已存在。
 
操作結果：將L重置為空表
Status ClearList(LinkList *L)
{
	LinkList p,q;
	p=(*L)->next;           //  p指向第一個結點
	while(p)                //  沒到表尾
	{
		q=p->next;
		free(p);
		p=q;
	}
	(*L)->next=NULL;        // 頭結點指針域為空
	return OK;
}

// 初始條件：順序線性表L已存在。操作結果：返回L中數據元素個數
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;
    }
    return i;
}

//初始條件：順序線性表L已存在，1≤i≤ListLength(L)
//操作結果：用e返回L中第i個數據元素的值
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
	int j;
	LinkList p;		// 聲明一結點p
	p = L->next;		// 讓p指向鏈表L的第一個結點
	j = 1;		// j為計數器
	while (p && j<i)  // p不為空或者計數器j還沒有等於i時，循環繼續
	{
		p = p->next;  // 讓p指向下一個結點
		++j;
	}
	if ( !p || j>i )
		return ERROR;  // 第i個元素不存在
	*e = p->data;   //  取第i個元素的數據
	return OK;
}

// 初始條件：順序線性表L已存在
// 操作結果：返回L中第1個與e滿足關系的數據元素的位序。
//若這種數據元素不存在。則返回值為0
int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
    int i=0;
    LinkList p=L->next;
    while(p)
    {
        i++;
        if(p->data==e) // 找到這種數據元素
                return i;
        p=p->next;
    }

    return 0;
}


//初始條件：順序線性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)
// 操作結果：在L中第i個位置之前插入新的數據元素e，L的長度加1
Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e)
{
	int j;
	LinkList p,s;
	p = *L;
	j = 1;
	while (p && j < i)     // 尋找第i個結點
	{
		p = p->next;
		++j;
	}
	if (!p || j > i)
		return ERROR;   // 第i個元素不存在
	s = (LinkList)malloc(sizeof(Node));  // 生成新結點(C語言標準函數)
	s->data = e;
	s->next = p->next;      //將p的後繼結點賦值給s的後繼
	p->next = s;          //將s賦值給p的後繼
	return OK;
}

// 初始條件：順序線性表L已存在。1≤i≤ListLength(L)
// 操作結果：刪除L的第i個數據元素，並用e返回其值，L的長度減1
Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{
	int j;
	LinkList p,q;
	p = *L;
	j = 1;
	while (p->next && j < i)	// 遍歷尋找第i個元素
	{
        p = p->next;
        ++j;
	}
	if (!(p->next) || j > i)
	    return ERROR;           //第i個元素不存在
	q = p->next;
	p->next = q->next;			//將q的後繼賦值給p的後繼
	*e = q->data;               // 將q結點中的數據給e
	free(q);                    // 讓系統回收此結點，釋放內存
	return OK;
}

// 初始條件：順序線性表L已存在
// 操作結果：依次對L的每一個數據元素輸出
Status ListTraverse(LinkList L)
{
    LinkList p=L->next;
    while(p)
    {
        visit(p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("\n");
    return OK;
}

// 隨機產生n個元素的值，建立帶表頭結點的單鏈線性表L（頭插法）
void CreateListHead(LinkList *L, int n)
{
	LinkList p;
	int i;
	srand(time(0));                         // 初始化隨機數種子
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
	(*L)->next = NULL;                      // 先建立一個帶頭結點的單鏈表
	for (i=0; i<n; i++)
	{
		p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); //  生成新結點
		p->data = rand()%100+1;             //  隨機生成100以內的數字
		p->next = (*L)->next;
		(*L)->next = p;						//  插入到表頭
	}
}

//  隨機產生n個元素的值，建立帶表頭結點的單鏈線性表L（尾插法）
void CreateListTail(LinkList *L, int n)
{
	LinkList p,r;
	int i;
	srand(time(0));                      // 初始化隨機數種子
	*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); // L為整個線性表
	r=*L;                                // r為指向尾部的結點
	for (i=0; i<n; i++)
	{
		p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //  生成新結點
		p->data = rand()%100+1;           //  隨機生成100以內的數字
		r->next=p;                        // 將表尾終端結點的指針指向新結點
		r = p;                            // 將當前的新結點定義為表尾終端結點
	}
	r->next = NULL;                       // 表示當前鏈表結束
}

int main()
{
    LinkList L;
    ElemType e;
    Status i;
    int j,k;
    i=InitList(&L);
    printf("初始化L後：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
    for(j=1;j<=5;j++)
            i=ListInsert(&L,1,j);
    printf("在L的表頭依次插入1～5後：L.data=");
    ListTraverse(L);

    printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));
    i=ListEmpty(L);
    printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);

    i=ClearList(&L);
    printf("清空L後：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
    i=ListEmpty(L);
    printf("L是否空：i=%d(1:是 0:否)\n",i);

    for(j=1;j<=10;j++)
            ListInsert(&L,j,j);
    printf("在L的表尾依次插入1～10後：L.data=");
    ListTraverse(L);

    printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));

    ListInsert(&L,1,0);
    printf("在L的表頭插入0後：L.data=");
    ListTraverse(L);
    printf("ListLength(L)=%d \n",ListLength(L));

    GetElem(L,5,&e);
    printf("第5個元素的值為：%d\n",e);
    for(j=3;j<=4;j++)
    {
            k=LocateElem(L,j);
            if(k)
                    printf("第%d個元素的值為%d\n",k,j);
            else
                    printf("沒有值為%d的元素\n",j);
    }


    k=ListLength(L); // k為表長
    for(j=k+1;j>=k;j--)
    {
            i=ListDelete(&L,j,&e); // 刪除第j個數據
            if(i==ERROR)
                    printf("刪除第%d個數據失敗\n",j);
            else
                    printf("刪除第%d個的元素值為：%d\n",j,e);
    }
    printf("依次輸出L的元素：");
    ListTraverse(L);

    j=5;
    ListDelete(&L,j,&e); // 刪除第5個數據
    printf("刪除第%d個的元素值為：%d\n",j,e);

    printf("依次輸出L的元素：");
    ListTraverse(L);

    i=ClearList(&L);
    printf("\n清空L後：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
    CreateListHead(&L,20);
    printf("總體創建L的元素(頭插法)：");
    ListTraverse(L);

    i=ClearList(&L);
    printf("\n刪除L後：ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));
    CreateListTail(&L,20);
    printf("總體創建L的元素(尾插法)：");
    ListTraverse(L);


    return 0;
}

鏈式存儲（頭插法、尾插法）