单链表的基本操作（初始化，前插，后插，删除查找，排序）

/*
// Project: single linkeed list (数据结构单链表)
// Date: 2021-10-7 09:26:57
// Author: Frank Wang
// InitList(LinkList &L) 参数：单链表L 功能：初始化时间复杂度 O(1)
// ListLength(LinkList L) 参数：单链表L 功能：获得单链表长度时间复杂度O(n)
// ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)
// ListDelete(LinkList &L,int i) 参数：单链表L，位置i 功能：删除位置i元素时间复杂度O(n)[加入了查找]
// 若已知p指针指向的删除最好是O(1),因为可以与后继结点交换数据域，然后删除后继结点。
// 最坏是O(n),即从头查找p之前的结点,然后删除p所指结点
// LocateElem(LinkList L,ElemType e) 参数：单链表L，元素e 功能：查找第一个等于e的元素，返回指针时间复杂度O(n)
*/
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<iostream>
using namespace std;
#define Status int
#define ElemType int
//单链表结点数据结构
typedef struct LNode
{
ElemType data;//数据域
struct LNode *next;//指针域
}LNode,*LinkList;
//**************************基本操作函数***************************//
//初始化函数
Status InitList(LinkList &L)
{
L = new LNode;//生成头结点这样删除等操作就不必分第一个结点和其他了
L->next = NULL;
return 1;
}
//获取单链表长度头结点无数据，不算
int ListLength(LinkList L)
{
LinkList p=L;int sum=0;
while(p)
{
sum++;
p=p->next;
}
return sum-1;//去除头结点
}

//插入【1】前插
bool ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)
{
LNode* s;LinkList p=L;int j=0;
while(p&&(j<i-1))//j指到i-1位置或者p已经到最后时跳出
{
p=p->next;
++j;
}
if(!p||j>i-1)//i<1或者i>ListLength(L)+1时,插入位置无效不调用ListLength,提高效率
{
printf("插入位置无效！！！\n");
return false;
}
s=new LNode;
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return true;
}



//插入【2】后插
bool ListInsert2(LinkList &L,int i,ElemType e)
{
LNode* s;LinkList p=L;int j=0;
while(p&&(j<i))//j指到i-1位置或者p已经到最后时跳出
{
p=p->next;
++j;
}
if(!p||j>i)//i<1或者i>ListLength(L)+1时,插入位置无效不调用ListLength,提高效率
{
printf("插入位置无效！！！\n");
return false;
}
s=new LNode;
s->data=e;
s->next=NULL
p->next=s;
p=s;
return true;
}
//删除函数删除位置i的结点即删除i-1之后的结点
bool ListDelete(LinkList &L,int i)
{
LNode* s;LinkList p=L;int j=0;
LinkList q;
while(p&&(j<i-1))//j指到i-1位置
{
p=p->next;
++j;
}
if(!(p->next)||j>i-1)//i<1或者i>ListLength(L)时,删除位置无效
{
printf("删除位置无效！！！\n");
return false;
}
q=p->next;
p->next=q->next;
free(q);//释放空间
return true;
}
//查找函数按值查找查找第一个等于e的结点成功返回该结点指针，否则返回NULL
LNode *LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
LNode *p=L;
while(p&&(p->data!=e))
{
p=p->next;
}
return p;
}
//**************************功能实现函数**************************//
//遍历输出函数
void PrintList(LinkList L)
{
LinkList p=L->next;//跳过头结点
if(ListLength(L))
{
printf("当前单链表所有元素:");
while(p)
{
printf("%d ",p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
else
{
printf("当前单链表已空！\n");
}
}
//插入功能函数调用ListInsert插入
void Insert(LinkList &L)
{
int place;ElemType e;bool flag;
printf("请输入要插入的位置(从1开始)及元素:\n");
scanf("%d%d",&place,&e);
flag=ListInsert(L,place,e);
if(flag)
{
printf("插入成功！！！\n");
PrintList(L);
}
}
void Insert2(LinkList &L)
{
int place;ElemType e;bool flag;
printf("请输入要插入的位置(从1开始)及元素:\n");
scanf("%d%d",&place,&e);
flag=ListInsert2(L,place,e);
if(flag)
{
printf("插入成功！！！\n");
PrintList(L);
}
}
//删除功能函数调用ListDelete删除
void Delete(LinkList L)
{
int place;bool flag;
printf("请输入要删除的位置(从1开始):\n");
scanf("%d",&place);
flag=ListDelete(L,place);
if(flag)
{
printf("删除成功！！！\n");
PrintList(L);
}
}
//查找功能函数调用LocateElem查找
void Search(LinkList L)
{
ElemType e;LNode *q;
printf("请输入要查找的值:\n");
scanf("%d",&e);
q=LocateElem(L,e);
if(q)
{
printf("找到该元素！\n");
}
else
printf("未找到该元素！\n");
}
void Listsort(LinkList &L)
{
   int len,t,i,j;
   LinkList head,p,q;
   for(i=0;i<len;i++)
   {
       head=L->next;
       for(j=0;j<len-1;j++)
       {
           p=head;
           q=head->next;
           if(p->data>p->data)
           {
               t=p->data;
               p->data=q->data;
               q->data=t;
               }
               head=head->next;
           }
       }
       printf("排序成功！！！\n");
PrintList(L);
   }
//菜单
void menu()
{
printf("******** 1.插入[1] 2.删除 *********\n");
printf("******** 3.查找 4.输出 *********\n");
printf("******** 5.退出 6.插入[2] *********\n");
printf("******** 7.排序 *********\n");
}
//主函数
int main()
{
LinkList L;int choice;
InitList(L);
while(1)
{
menu();
printf("请输入菜单序号：\n");
scanf("%d",&choice);
if(choice==5) break;
switch(choice)
{
case 1:Insert(L);break;
case 2:Delete(L);break;
case 3:Search(L);break;
case 4:PrintList(L);break;
case 6:Insert2(L);break;
case 7:Listsort(L);break;
default:printf("输入错误！！！\n");
}
}
return 0;
}

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