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数据结构day3

news 来源：原创 2025/5/18 6:18:15

一、gdb调试

gcc -g main.c linklist.c // 对两个.c文件进行编译,生成 a.out 文件

gdb a.out //调试可执行文件 a.out

b linklist.c:36 // 在该.c文件第 36 行设置断点

r // 运行程序,但会在断点前停下

n //执行下一步

s //若遇到函数调用,可通过s进入该函数调用内部执行过程

p len //显示变量值

q //退出调试

二.单链表的基本操作

linklist.h文件主要是包含数据和函数声明

#ifndef _LINKLIST_H_      //linklist.h文件,主要包含 数据 和 函数的声明
#define _LINKLIST_H_
typedef struct     //链表中数据 的 抽象数据类型
{char name[10];char sex;int age;int score;
}DATATYPE;typedef struct _node_   //链表结点声明
{ DATATYPE data;struct _node_ * next;
}LinkNode;typedef struct     
{LinkNode * head;  //链表头指针int clen          //链表长度   
}LinkList;extern LinkList*CreateLinkList();  //创建链表
extern int InsertHeadLinkList(LinkList*ll,DATATYPE*data);//链表头插
extern int InsertTailLinkList(LinkList*ll,DATATYPE*data);//链表尾插
extern int InsertPosLinkList(LinkList*ll,DATATYPE*data,int pos);//链表指定位置插,从0开始extern int IsEmptyLinkList(LinkList*ll); //链表判空
extern int GetSizeLinkList(LinkList*ll); //获取链表长度
extern int ShowLinkList(LinkList*ll);    //打印链表数据
extern DATATYPE* FindLinkList(LinkList*ll,char*name);//根据名字找链表中的数据
extern int ModifyLinkList(LinkList*ll,char*name,DATATYPE*data); //修改链表数据
extern int DeleteLinkList(LinkList*ll,char*name);  //删除链表节点
extern int DestroyLinkList(LinkList**ll);   //销毁链表extern LinkNode* FindMidLinkList(LinkList*ll);      //找中间结点
extern LinkNode* FindLastKLinkList(LinkList*ll,int k);   //找倒数第k个结点
extern int RevertLinkList(LinkList*ll);             //反转结点
extern int InsertSortLinkList(LinkList*ll);         //用插入排序,依据成绩对链表排序
#endif

linklist.c文件主要是包含函数的定义

#include "linklist.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>LinkList* CreateLinkList()           //初始化创建链表
{LinkList* ll = malloc(sizeof(LinkList));   //为包含头指针的数据结构申请空间if (NULL == ll)                            //如果申请失败则,报错并退出{fprintf(stderr, "CreateLinkList malloc");return NULL;}ll->head = NULL;    //初始指向空ll->clen = 0;        //长度初始为0return ll;
}int IsEmptyLinkList(LinkList* ll)  //对链表判空
{ return 0 == ll->clen; 
}int InsertHeadLinkList(LinkList* ll, DATATYPE* data) //对链表头插
{LinkNode* newnode = malloc(sizeof(LinkNode));   //申请一个待插入结点空间,if (NULL == newnode)                            //判断是否申请成功{fprintf(stderr, "InsertHeadLinkList malloc");return 1;}memcpy(&newnode->data, data, sizeof(DATATYPE));   //将数据拷贝到 新申请结点的数据域中newnode->next = NULL;                         //新结点指针域设置为NULLif (IsEmptyLinkList(ll))         //如果链表为空{ll->head = newnode;         //直接让头指针指向新结点}else{newnode->next = ll->head;    //否则,新结点指向,头指针指向的下一个结点ll->head = newnode;          //   头指针指向新结点}ll->clen++;                      //结点数量＋1return 0;
}int GetSizeLinkList(LinkList* ll)   //获得结点长度
{ return ll->clen; 
}int ShowLinkList(LinkList* ll)   //打印结点
{int len = GetSizeLinkList(ll);LinkNode* tmp = ll->head;int i = 0;for (i = 0; i < len; ++i){printf("%s %c %d %d\n", tmp->data.name, tmp->data.sex, tmp->data.age,tmp->data.socre);tmp = tmp->next;}return 0;
}DATATYPE* FindLinkList(LinkList* ll, char* name)   //根据name找结点
{LinkNode* tmp = ll->head;while (tmp)                  //当结点为NULL时,while循环退出{if (0 == strcmp(tmp->data.name, name))   //如果相等,则返回该结点数据域,并退出{return &tmp->data;}tmp = tmp->next;    //不相等,则指向下一个结点}return NULL;   //如果没找到返回NULL
}int DeleteLinkList(LinkList* ll, char* name)    //根据数据域中的名字,删除结点
{LinkNode* tmp = ll->head;if (IsEmptyLinkList(ll))  //如果链表为空,直接返回1{return 1;}if (0 == strcmp(tmp->data.name, name))  //如果第一个就是{ll->head = ll->head->next;  free(tmp);    //释放结点ll->clen--;return 0;}while (tmp->next)   //当下一个节点为空时退出,因此上面把第一个结点单独拿出来写{if (0 == strcmp(tmp->next->data.name, name)){LinkNode* tmp2 = tmp->next;tmp->next = tmp->next->next;free(tmp2);ll->clen--;return 0; //找到返回0}tmp = tmp->next;}return 1;  //未找到返回1
}int InsertTailLinkList(LinkList* ll, DATATYPE* data)   //尾插,与头插类似
{if (IsEmptyLinkList(ll))  //链表如果为空{return InsertHeadLinkList(ll, data); //直接调头插}else{LinkNode* newnode = malloc(sizeof(LinkNode));if (NULL == newnode){fprintf(stderr, "InsertTailLinkList malloc");return 1;}memcpy(&newnode->data, data, sizeof(DATATYPE));newnode->next = NULL;LinkNode* tmp = ll->head;while (tmp->next){tmp = tmp->next;  // tmp++;}tmp->next = newnode;ll->clen++;}return 0;
}int InsertPosLinkList(LinkList* ll, DATATYPE* data, int pos)  //指定位置插入数据
{int len = GetSizeLinkList(ll); //得到链表长度if (pos < 0 || pos > len)  //如果插入位置不在该区间内,直接返回1,说明错误{return 1;}if (0 == pos)  // head 头部插入{return InsertHeadLinkList(ll, data);}else if (pos == len)  // tail  尾部插入{return InsertTailLinkList(ll, data);}else{LinkNode* newnode = malloc(sizeof(LinkNode));  申请结点if (NULL == newnode){fprintf(stderr, "InsertPosLinkList malloc");return 1;}memcpy(&newnode->data, data, sizeof(DATATYPE));newnode->next = NULL;int i = 0;  LinkNode* tmp = ll->head;    for (i = 0; i < pos - 1; ++i)   让指针指向要插入位置的前一个结点{tmp = tmp->next;}newnode->next = tmp->next;tmp->next = newnode;}ll->clen++;return 0;
}int ModifyLinkList(LinkList* ll, char* name, DATATYPE* data)  //修改指针中的数据
{DATATYPE* tmp = FindLinkList(ll, name);  if (NULL == tmp){return 1;}memcpy(tmp, data, sizeof(DATATYPE));return 0;
}int DestroyLinkList(LinkList** ll)  //销毁链表
{while (1)                            //需要先一个一个结点free最后free(linklist){LinkNode* tmp = (*ll)->head;if (NULL == tmp){break;}(*ll)->head = (*ll)->head->next;free(tmp);}free(*ll);*ll = NULL;return 0;
}
//可通过 valgrind ./执行文件名  看内存是否泄露,即没有free干净LinkNode* FindMidLinkList(LinkList* ll)  //找链表中间结点
{LinkNode* fast = ll->head;  //申请两个指针,一个一次走一步,一个一次走两步,走两步的走完链表时LinkNode* slow = ll->head;  //,走一步的指针刚好到中间。while (fast){fast = fast->next;if (NULL == fast){break;}slow = slow->next;fast = fast->next;}return slow;
}/*** @brief 查找倒数第k个节点** @param ll 需要查找的对应的链表* @param k 倒数第k个节点 k>0   <len* @return LinkNode* 找到对应的节点的指针*/LinkNode* FindLastKLinkList(LinkList* ll, int k) //与找中间的类似,只是,走的快的和走的慢的指针
{LinkNode* slow = ll->head;                     //始终保持 k 个结点距离LinkNode* fast = ll->head;for (int i = 0; i < k; i++){fast = fast->next;}while (fast){fast = fast->next;slow = slow->next;}return slow;
}int RevertLinkList(LinkList* ll)     //逆序链表结点
{LinkNode* prev = NULL;        //指向 逆序结点的前一个结点LinkNode* tmp = ll->head;     //指向 逆序的结点LinkNode* next = tmp->next;   //指向 逆序结点的下一个结点int len = GetSizeLinkList(ll);if (len < 2)            //如果链表长度 <2 则不需要逆序{return 1;}while (1) {tmp->next = prev; prev = tmp;tmp = next;if (NULL == tmp)  //当指向 需要逆序的结点指针为空时,说明没有结点了,跳出循环break;next = next->next;}ll->head = prev;return 0;
}int InsertSortLinkList(LinkList* ll)  //对链表进行插入排序,依据年龄
{LinkNode*pins = ll->head;    //三个指针,pins指向头结点,ptmp指pins指向结点的下一个LinkNode* ptmp = pins->next; //Next指向pins指向结点的下一个结点。LinkNode* Next = ptmp->next;ptmp->next = NULL;   //置空ll->head->next = NULL; //置空while(1){pins = ll->head;while(pins->next && ptmp->data.age > pins->data.age )   //pins的下一个结点存在 并且下一个{                                            //结点的age > pins 的age 则pins指向下一个pins = pins->next;                                      } if(pins->data.age > ptmp->data.age) //head   如果第是头节点的下一个结点需要插入排序{ptmp->next = ll->head;ll->head = ptmp;}else{ptmp->next = pins->next;pins->next = ptmp;}ptmp = Next;if(NULL == ptmp) { break; }Next = Next->next;ptmp->next = NULL;}return 0;
}