連結串列、鏈式棧、鏈式佇列、二叉樹的C簡要實現

阿新 • • 發佈：2018-12-26

/*單鏈表簡要實現  
 *  
 *  
 */    
#include <stdio.h>        
#include <stdlib.h>        
      
struct Node;      
typedef struct Node* PtrToNode;      
typedef PtrToNode List;      
typedef PtrToNode Position;      
typedef int ElementType;      
      
struct Node{      
    ElementType data;      
    Position Next;      
};      
      
/*整表建立（頭插法）*/      
List CreateList_Pre();      
/*整表建立（尾插法）*/      
List CreateList_Bac();      
/*整表刪除*/      
void DeleteList(List L);      
/*得到當前連結串列的長度*/      
int ListLength(List L);      
/*得到指定位置的元素*/      
int getElement(List L, ElementType i);      
/*插入指定值到指定位置前面*/      
void Insert_Pre(List L, ElementType element, int i);      
/*插入指定值到指定位置後面*/      
void Insert_Bac(List L, ElementType element, int i);      
/*刪除指定位置的元素*/      
void Delete(List L, ElementType i);      
/*遍歷連結串列*/      
void ListTraverse(List L);      
      
List CreateList_Pre(){      
    Position NewNode;      
    List L = malloc(sizeof(struct Node));      
      
    if (L == NULL)      
        return;      
    L->Next = NULL;      
      
    for (int i = 1; i <= 10; i++){      
        NewNode = malloc(sizeof(struct Node));      
        NewNode->data = i;      
        NewNode->Next = L->Next;      
        L->Next = NewNode;      
    }      
    return L;      
}      
      
List CreateList_Bac(){      
    Position NewNode;      
    Position FirstNode;      
    List L = malloc(sizeof(struct Node));      
    FirstNode = L;      
      
    if (L == NULL)      
        return;      
      
    for (int i = 1; i <= 10; i++){      
        NewNode = malloc(sizeof(struct Node));      
        NewNode->data = i;      
        L->Next = NewNode;      
        L = NewNode;      
    }      
    L->Next = NULL;      
    return FirstNode;      
}      
      
void DeleteList(List L){      
    Position P, Q;      
    P = L->Next;      
      
    while (P != NULL){      
        Q = P->Next;      
        free(P);      
        P = Q;      
    }      
    L->Next = NULL;      
}      
      
int ListLength(List L){      
    Position P;      
    int count = 0;      
    P = L->Next;      
      
    while (P != NULL){      
        P = P->Next;      
        count++;      
    }      
    return count;      
}      
      
int getElement(List L, ElementType i){      
    Position P;      
    int count = 1;      
    P = L->Next;      
      
    if (P == NULL && i < count)      
        return;      
      
    while (P != NULL && i > count){      
        P = P->Next;      
        count++;      
    }      
      
    return P->data;      
}      
      
void Insert_Pre(List L, ElementType element, int i){      
    Position P, NewNode;      
    int count = 1;      
    P = L;      
      
    while (P->Next != NULL && count < i){      
        P = P->Next;      
        count++;      
    }      
      
    if (P == NULL || i < count)      
        return;      
      
    NewNode = malloc(sizeof(struct Node));      
    NewNode->data = element;      
    NewNode->Next = P->Next;      
    P->Next = NewNode;      
}      
      
void Insert_Bac(List L, ElementType element, int i){      
    Position P, NewNode;      
    int count = 1;      
    P = L->Next;      
      
    while (P != NULL && count < i){      
        P = P->Next;      
        count++;      
    }      
      
    if (P == NULL || i < count)      
        return;      
      
    NewNode = malloc(sizeof(struct Node));      
    NewNode->data = element;      
    NewNode->Next = P->Next;      
    P->Next = NewNode;      
}      
      
void Delete(List L, ElementType i){      
    Position P, Tmp;      
    int count = 1;      
    P = L;      
      
    while (P->Next != NULL && i > count){      
        P = P->Next;      
        count++;      
    }      
      
    if (P->Next == NULL || i < count)      
        return;      
      
    Tmp = P->Next;      
    P->Next = Tmp->Next;      
    free(Tmp);      
}      
      
void ListTraverse(List L){      
    Position P;      
    P = L->Next;      
      
    while (P != NULL){      
        printf("%d ", P->data);      
        P = P->Next;      
    }      
    printf("\n");      
}      
      
void main(){      
    List L;      
      
    L = CreateList_Bac();      
    printf("新建連結串列（尾插法）:　");      
    ListTraverse(L);      
    printf("當前連結串列長度為: %d\n", ListLength(L));      
    printf("當前連結串列第7個元素為: %d\n", getElement(L, 7));      
      
    Insert_Pre(L, 16, 5);      
    printf("插入至指定元素前面： ");      
    ListTraverse(L);      
    Insert_Bac(L, 16, 5);      
    printf("插入至指定元素後面： ");      
    ListTraverse(L);      
      
    Delete(L, 5);      
    printf("刪除指定元素： ");      
    ListTraverse(L);      
      
    DeleteList(L);      
    printf("刪除連結串列： ");      
    ListTraverse(L);      
    printf("當前連結串列長度為: %d\n", ListLength(L));      
      
    printf("\n");      
      
    L = CreateList_Pre();      
    printf("新建連結串列（頭插法）:　");      
    ListTraverse(L);      
    printf("當前連結串列長度為: %d\n", ListLength(L));      
    printf("當前連結串列第7個元素為: %d\n", getElement(L, 7));      
      
    Insert_Pre(L, 16, 5);      
    printf("插入至指定元素前面： ");      
    ListTraverse(L);      
    Insert_Bac(L, 16, 5);      
    printf("插入至指定元素後面： ");      
    ListTraverse(L);      
      
    Delete(L, 5);      
    printf("刪除指定元素： ");      
    ListTraverse(L);      
      
    DeleteList(L);      
    printf("刪除連結串列： ");      
    ListTraverse(L);      
    printf("當前連結串列長度為: %d\n", ListLength(L));      
}

/*鏈式棧的簡要實現  
 *  
 *  
 */    
#include <stdio.h>      
#include <stdlib.h>      
    
#define MAXSIZE 20    
struct StackNode;    
struct LinkStack;    
    
typedef struct StackNode* PtrToStack;    
typedef struct LinkStack* PtrToLink;    
typedef PtrToStack Node;    
typedef PtrToStack LinkStackPtr;    
typedef PtrToLink Link;    
typedef int ElementType;    
    
struct StackNode{    
    int data;    
    Node Next;    
};    
struct LinkStack{    
    LinkStackPtr top;    
    int count;    
};    
Link InitStack();/*初始化鏈棧*/    
void ClearStack(Link L);/*清空鏈棧*/    
void StackEmpty(Link L);/*檢查鏈棧是否為空*/    
int StackLength(Link L);/*檢查鏈棧長度*/    
int GetTop(Link L);/*得到棧頂元素*/    
int Push(Link L, ElementType e);/*壓棧操作*/    
int Pop(Link L);/*彈棧操作*/    
void LinkTraverse(Link L);/*遍歷鏈棧*/    
    
/*初始化鏈棧*/    
Link InitStack(){    
    Link L = malloc(sizeof(struct LinkStack));    
    if (L == NULL)    
        return;    
    L->top = malloc(sizeof(struct StackNode));    
    if (L->top == NULL)    
        return;    
    L->top = NULL;    
    L->count = 0;    
    return L;    
}    
    
/*清空鏈棧*/    
void ClearStack(Link L){    
    LinkStackPtr P, Q;    
    P = L->top;    
    while (P != NULL){    
        Q = P->Next;    
        free(P);    
        P = Q;    
    }    
    L->count = 0;    
}    
    
/*檢查鏈棧是否為空*/    
void StackEmpty(Link L){    
    if (L->count == 0)    
        printf("鏈棧為空\n");    
    else    
        printf("鏈棧不為空\n");    
}    
    
/*檢查鏈棧長度*/    
int StackLength(Link L){    
    return L->count;    
}    
    
/*得到棧頂元素*/    
int GetTop(Link L){    
    if (L->top == NULL)    
        return NULL;    
    if (L->top == NULL)    
        return;    
    return L->top->data;    
}    
    
/*壓棧操作*/    
int Push(Link L, ElementType e){    
    LinkStackPtr S = malloc(sizeof(struct StackNode));    
    S->data = e;    
    S->Next = L->top;    
    L->top = S;    
    L->count++;    
    return e;    
}    
    
/*彈棧操作*/    
int Pop(Link L){    
    LinkStackPtr P;    
    int e = L->top->data;    
    P = L->top;    
    L->top = P->Next;    
    free(P);    
    L->count--;    
    return e;    
}    
    
/*遍歷鏈棧*/    
void LinkTraverse(Link L){    
    LinkStackPtr P;    
    P = L->top;    
    while (P != NULL){    
        printf("%d\n", P->data);    
        P = P->Next;    
    }    
}    
    
void main(){    
    Link L;    
    L = InitStack();    
    
    printf("壓棧(由底至頂):\n");    
    for (int i = 1; i <= 10; i++){    
        Push(L, i);    
    }    
    LinkTraverse(L);    
    StackEmpty(L);    
    printf("鏈棧長度為: %d\n",StackLength(L));    
    printf("鏈棧頂的元素為: %d\n", GetTop(L));    
    
    printf("\n");    
    
    printf("出棧(由頂至底):\n");    
    for (int i = 10; i > 0; i--){    
        printf("%d\n", Pop(L));    
    }    
    LinkTraverse(L);    
    StackEmpty(L);    
    printf("鏈棧長度為: %d\n", StackLength(L));    
    printf("鏈棧頂的元素為: %d\n", GetTop(L));    
}

/*鏈式佇列的簡要實現 
 * 
 * 
 */  
#include <stdio.h>      
#include <stdlib.h>      
  
#define MAXSIZE 20  
struct Node;  
struct LinkQueue;  
typedef struct Node* PtrToNode;  
typedef struct LinkQueue* PtrToQueue;  
typedef PtrToNode QNode;  
typedef PtrToNode QueuePtr;  
typedef PtrToQueue Queue;  
typedef int ElementType;  
  
struct Node{  
    ElementType data;  
    QNode Next;  
};  
struct LinkQueue{  
    QueuePtr front;  
    QueuePtr rear;  
};  
  
Queue InitQueue();/*初始化佇列*/  
void DestroyQueue(Queue Q);/*銷燬一個佇列*/  
void ClearQueue(Queue Q);/*清空佇列*/  
void QueueEmpty(Queue Q);/*檢查佇列是否為空*/  
int QueueLength(Queue Q);/*獲取佇列長度*/  
int GetHead(Queue Q);/*得到佇列頭元素*/  
int EnQueue(Queue Q, ElementType e);/*入列*/  
int DeQueue(Queue Q);/*出列*/  
void QueueTraverse(Queue Q);/*遍歷佇列*/  
  
/*初始化佇列*/  
Queue InitQueue(){  
    Queue Q = malloc(sizeof(struct LinkQueue));  
    if (Q == NULL)  
        return NULL;  
    Q->front = Q->rear = malloc(sizeof(struct Node));  
    Q->front->Next = NULL;  
    return Q;  
}  
  
/*銷燬一個佇列*/  
void DestroyQueue(Queue Q){  
    while (Q->front != NULL){  
        Q->rear = Q->front->Next;  
        free(Q->front);  
        Q->front = Q->rear;  
    }  
}  
  
/*清空佇列*/  
void ClearQueue(Queue Q){  
    QueuePtr P, K;  
    Q->rear = Q->front;  
    P = Q->front->Next;  
    Q->front->Next = NULL;  
    while (P != NULL){  
        K = P->Next;  
        free(P);  
        P = K;  
    }  
}  
  
/*檢查佇列是否為空*/  
void QueueEmpty(Queue Q){  
    if (Q->front == Q->rear)  
        printf("\n佇列為空\n");  
    else  
        printf("\n佇列不為空\n");  
}  
  
/*獲取佇列長度*/  
int QueueLength(Queue Q){  
    QueuePtr P;  
    int count = 0;  
    P = Q->front;  
    while (Q->rear != P){  
        P = P->Next;  
        count++;  
    }  
    return count;  
}  
  
/*得到佇列頭元素*/  
int GetHead(Queue Q){  
    QueuePtr P;  
    if (Q->front == Q->rear)  
        return NULL;  
    P = Q->front->Next;  
    return P->data;  
}  
  
/*入列*/  
int EnQueue(Queue Q, ElementType e){  
    QueuePtr S = malloc(sizeof(struct Node));  
    if (S == NULL)  
        return NULL;  
    S->data = e;  
    S->Next = NULL;  
    Q->rear->Next = S;  
    Q->rear = S;  
    return e;  
}  
  
/*出列*/  
int DeQueue(Queue Q){  
    QueuePtr P;  
    if (Q->front == Q->rear)  
        return NULL;  
    P = Q->front->Next;  
    ElementType e = P->data;  
    Q->front->Next = P->Next;  
    if (Q->rear == P) /*如果隊頭就是隊尾*/  
        Q->front = Q->rear;  
    free(P);  
    return e;  
}  
  
/*遍歷佇列*/  
void QueueTraverse(Queue Q){  
    QueuePtr P;  
    P = Q->front->Next;  
    while (P != NULL){  
        printf("%d ", P->data);  
        P = P->Next;  
    }  
}  
  
void main(){  
    Queue Q;  
    Q = InitQueue();  
      
    printf("入列：\n");  
    for (int i = 1; i <= 10; i++){  
        EnQueue(Q, i);  
    }  
    QueueTraverse(Q);  
    QueueEmpty(Q);  
    printf("佇列長度為: %d\n", QueueLength(Q));  
    printf("佇列頭元素為: %d\n", GetHead(Q));  
  
    printf("\n");  
  
    printf("出列：\n");  
    for (int i = 1; i <= 5; i++){  
        DeQueue(Q, i);  
    }  
    QueueTraverse(Q);  
    QueueEmpty(Q);  
    printf("佇列長度為: %d\n", QueueLength(Q));  
    printf("佇列頭元素為: %d\n", GetHead(Q));  
    ClearQueue(Q);  
    printf("清空佇列後，佇列長度為: %d\n", QueueLength(Q));  
}

/*二叉樹的鏈式結構實現 
 * 
 * 
 */  
#include <stdio.h>        
#include <stdlib.h>        
  
struct TreeNode;  
typedef int ElementType;  
typedef char TElementType;  
typedef char* String;  
typedef struct TreeNode* PtrToNode;  
typedef PtrToNode Tree;  
  
String str = "ABDH#K###E##CFI###G#J##";/*前序遍歷序列*/  
ElementType index = 0;  
  
struct TreeNode{  
    TElementType data;  
    Tree LChild;  
    Tree RChild;  
};  
  
Tree CreateBiTree();/*前序遍歷法建立一棵二叉樹*/  
void Disptree(Tree T);/*凹入表示法輸出二叉樹* / 
void PreOrderTraverse(Tree T);/*前序遍歷二叉樹*/  
void InOrderTraverse(Tree T);/*中序遍歷二叉樹*/  
void PostOrderTraverse(Tree T);/*後序遍歷二叉樹*/  
void TreeEmpty(Tree T);/*檢查二叉樹是否為空*/  
void ClearTree(Tree T);/*清空一顆二叉樹*/  
int TreeDepth(Tree T);/*返回樹的深度*/  
TElementType Root(Tree T);/*返回根節點*/  
  
/*前序遍歷法建立一顆二叉樹*/  
Tree CreateBiTree(){  
    char ch = str[index++];  
    Tree T;  
    if (ch == '#')  
        T = NULL;  
    else{  
        T = malloc(sizeof(struct TreeNode));  
        T->data = ch;  
        T->LChild = CreateBiTree();  
        T->RChild = CreateBiTree();  
    }  
    return T;  
}  
  
/*前序遍歷二叉樹*/  
void PreOrderTraverse(Tree T){  
    if (T != NULL){  
        printf("%c ", T->data);  
        PreOrderTraverse(T->LChild);  
        PreOrderTraverse(T->RChild);  
    }  
}  
  
/*中序遍歷二叉樹*/  
void InOrderTraverse(Tree T){  
    if (T != NULL){  
        InOrderTraverse(T->LChild);  
        printf("%c ", T->data);  
        InOrderTraverse(T->RChild);  
    }  
}  
  
/*後序遍歷二叉樹*/  
void PostOrderTraverse(Tree T){  
    if (T != NULL){  
        PostOrderTraverse(T->LChild);  
        PostOrderTraverse(T->RChild);  
        printf("%c ", T->data);  
    }  
}  
  
/*檢查二叉樹是否為空*/  
void TreeEmpty(Tree T){  
    if (T == NULL)  
        printf("二叉樹為空");  
    else  
        printf("二叉樹不為空");  
}  
  
//凹入表示法輸出二叉樹  
void Disptree(Tree T)  
{  
    if (T)  
    {  
        printf("%c", T->data);  
        if (T->LChild || T->RChild)  
        {  
            printf("(");  
            Disptree(T->LChild);  
            if (T->RChild)  
                printf(",");  
            Disptree(T->RChild);  
            printf(")");  
        }  
    }  
}  
  
/*清空一顆二叉樹*/  
void ClearTree(Tree T){  
    if (T != NULL){  
        ClearTree(T->LChild);  
        ClearTree(T->RChild);  
        free(T);  
    }  
    return NULL;  
}  
  
/*返回樹的深度*/  
int TreeDepth(Tree T){  
    int left, right;  
    if (T == NULL)  
        return NULL;  
  
    if (T->LChild != NULL)  
        left = TreeDepth(T->LChild);  
    else  
        left = 0;  
  
    if (T->RChild != NULL)  
        right = TreeDepth(T->RChild);  
    else  
        right = 0;  
  
    return left > right ? left + 1 : right + 1;  
}  
  
/*返回根節點*/  
TElementType Root(Tree T){  
    if (T != NULL)  
        return T->data;  
}  
  
void main(){  
    Tree T;  
    T = CreateBiTree();  
  
    printf("凹入表示法：\n");  
    Disptree(T);  
  
    printf("\n前序遍歷：\n");  
    PreOrderTraverse(T);  
    printf("\n中序遍歷：\n");  
    InOrderTraverse(T);  
    printf("\n後序遍歷：\n");  
    PostOrderTraverse(T);  
  
    printf("\n樹是否為空：");  
    TreeEmpty(T);  
    printf("\n樹的深度為：%d", TreeDepth(T));  
    printf("\n樹的根節點為：%c", Root(T));  
}

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