資料結構的練習day1

連結串列只能一個一個的遍歷，不能透過隨機訪問來獲取節點

連結串列的地址是不要求連續的，是透過內部的指標來進行聯絡的

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 * Copyright (c)  2023-2024      All right Reserved
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

// 指的是單向連結串列中的結點有效資料型別，使用者可以根據需要進行修改
typedef int DataType_t;

// 構造連結串列的結點,連結串列中所有結點的資料型別應該是相同的
typedef struct LinkedList
{
  DataType_t data;         // 結點的資料域
  struct LinkedList *next; // 結點的指標域

} LList_t;

// 建立一個空連結串列，空連結串列應該有一個頭結點，對連結串列進行初始化
LList_t *LList_Create(void)
{
  // 1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
  LList_t *Head = (LList_t *)calloc(1, sizeof(LList_t));
  if (NULL == Head)
  {
    perror("Calloc memory for Head is Failed");
    exit(-1);
  }

  // 2.對頭結點進行初始化，頭結點是不儲存有效內容的！！！
  Head->next = NULL;

  // 3.把頭結點的地址返回即可
  return Head;
}

// 建立新的結點，並對新結點進行初始化（資料域 + 指標域）
LList_t *LList_NewNode(DataType_t data)
{
  // 1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
  LList_t *New = (LList_t *)calloc(1, sizeof(LList_t));
  if (NULL == New)
  {
    perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
    return NULL;
  }

  // 2.對新結點的資料域和指標域進行初始化
  New->data = data;
  New->next = NULL;

  return New;
}

// 頭插
bool LList_HeadInsert(LList_t *Head, DataType_t data)
{
  // 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
  LList_t *New = LList_NewNode(data);
  if (NULL == New)
  {
    printf("can not insert new node\n");
    return false;
  }

  // 2.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
  if (NULL == Head->next)
  {
    Head->next = New;
    return true;
  }

  // 3.如果連結串列為非空，則把新結點插入到連結串列的頭部
  New->next = Head->next;
  Head->next = New;

  return true;
}

// 尾插
bool LList_TailInsert(LList_t *Head, DataType_t data)
{
  if (Head->next == NULL)
  {
    printf("連結串列尾空!\n");
    return false;
  }
  // 新建一個指標指向Head的next
  LList_t *copy_head = Head->next;
  // 建立一個新的節點
  LList_t *newNode = LList_NewNode(data);
  while (copy_head)
  {
    // 到了尾節點了
    if (copy_head->next == NULL)
    {
      // 尾插
      copy_head->next = newNode;
      // 退出迴圈
      break;
    }
    copy_head = copy_head->next;
  }
  return true;
}

// 插到目標節點的後面
bool LList_DestInsert(LList_t *Head, DataType_t dest, DataType_t data)
{
  if (Head->next == NULL)
  {
    printf("連結串列尾空!\n");
    return false;
  }
  // 新建一個指標指向Head的next
  LList_t *copy_head = Head->next;
  // 建立一個新的節點
  LList_t *newNode = LList_NewNode(data);
  while (copy_head)
  {
    // 找到了目標節點
    if (copy_head->data == dest)
    {
      // 指向目標節點的next
      newNode->next = copy_head->next;
      // 目標節點指向新節點
      copy_head->next = newNode;
      // 找到了，退出方法，放回true
      return true;
    }
    // 沒找到,指標指向下個節點
    copy_head = copy_head->next;
  }
  // 沒找到
  return false;
}

// 尋找連結串列的最小值
int Select_Min_Node(LList_t *Head)
{
  if (Head->next == NULL)
  {
    printf("連結串列尾空!\n");
    return -1;
  }
  // 新建一個指標指向Head的next
  LList_t *copy_head = Head->next;
  // 預設最小值是copy_head的data
  int min = copy_head->data;
  while (copy_head->next)
  {
    // 如果min大於下個節點的數值，min就發生交換
    if (min > copy_head->next->data)
    {
      min = copy_head->next->data;
    }
    // 進入下個節點
    copy_head = copy_head->next;
  }
  return min;
}

// 刪除最小資料的節點
void DelectMinDataNode(LList_t *Head)
{
  if (Head->next == NULL)
  {
    printf("連結串列為空!\n");
    return;
  }
  // 新建一個指標指向Head的next
  LList_t *copy_head = Head;
  // 獲取連結串列中的最小資料
  int delVal = Select_Min_Node(Head);
  while (copy_head->next)
  {
    if (copy_head->next->data == delVal)
    {
      // 建立一個指標儲存要刪除的節點的next
      LList_t *copy_del_next = copy_head->next->next;
      // 釋放空間
      free(copy_head->next);
      // 指向要刪除的節點的next
      copy_head->next = copy_del_next;
      // 退出迴圈
      break;
    }
    copy_head = copy_head->next;
  }
  return;
}

// 遍歷
void LList_Print(LList_t *Head)
{
  // 對連結串列的標頭檔案的地址進行備份
  LList_t *Phead = Head;

  // 首結點
  while (Phead->next)
  {
    // 把頭的直接後繼作為新的頭結點
    Phead = Phead->next;

    // 輸出頭結點的直接後繼的資料域
    printf("data = %d\n", Phead->data);
  }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
  // 建立連結串列頭節點
  LList_t *Head = LList_Create();
  // 頭插
  LList_HeadInsert(Head, 0);
  LList_HeadInsert(Head, 5);
  LList_HeadInsert(Head, 20);
  LList_HeadInsert(Head, 1);
  // 尾插
  LList_TailInsert(Head, 20);
  // 在目標後面插
  LList_DestInsert(Head, 5, 2);
  // 刪除連結串列中資料最小的節點
  DelectMinDataNode(Head);
  // 遍歷連結串列
  LList_Print(Head);
  return 0;
}

/********************************************************************************************************
 *
 *查詢連結串列的倒數第k個節點的資料
 *思想: 可以根據連結串列的節點數-k來獲取需要head的next的次數來獲取節點
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 * Copyright (c)  2023-2024     All right Reserved
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

// 指的是單向連結串列中的結點有效資料型別，使用者可以根據需要進行修改
typedef int DataType_t;

// 構造連結串列的結點,連結串列中所有結點的資料型別應該是相同的
typedef struct LinkedList
{
  DataType_t data;         // 結點的資料域
  struct LinkedList *next; // 結點的指標域

} LList_t;

// 建立一個空連結串列，空連結串列應該有一個頭結點，對連結串列進行初始化
LList_t *LList_Create(void)
{
  // 1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
  LList_t *Head = (LList_t *)calloc(1, sizeof(LList_t));
  if (NULL == Head)
  {
    perror("Calloc memory for Head is Failed");
    exit(-1);
  }

  // 2.對頭結點進行初始化，頭結點是不儲存有效內容的！！！
  Head->next = NULL;

  // 3.把頭結點的地址返回即可
  return Head;
}

// 建立新的結點，並對新結點進行初始化（資料域 + 指標域）
LList_t *LList_NewNode(DataType_t data)
{
  // 1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
  LList_t *New = (LList_t *)calloc(1, sizeof(LList_t));
  if (NULL == New)
  {
    perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
    return NULL;
  }

  // 2.對新結點的資料域和指標域進行初始化
  New->data = data;
  New->next = NULL;

  return New;
}

// 頭插
bool LList_HeadInsert(LList_t *Head, DataType_t data)
{
  // 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
  LList_t *New = LList_NewNode(data);
  if (NULL == New)
  {
    printf("can not insert new node\n");
    return false;
  }

  // 2.判斷連結串列是否為空，如果為空，則直接插入即可
  if (NULL == Head->next)
  {
    Head->next = New;
    return true;
  }

  // 3.如果連結串列為非空，則把新結點插入到連結串列的頭部
  New->next = Head->next;
  Head->next = New;

  return true;
}

// 遍歷
void LList_Print(LList_t *Head)
{
  // 對連結串列的標頭檔案的地址進行備份
  LList_t *Phead = Head;

  // 首結點
  while (Phead->next)
  {
    // 把頭的直接後繼作為新的頭結點
    Phead = Phead->next;

    // 輸出頭結點的直接後繼的資料域
    printf("data = %d\n", Phead->data);
  }
}
/********************************************************************************************************
 *
 * 查詢連結串列中倒數第k個位置上的節點
 * ①先遍歷連結串列記錄連結串列的節點數
 * ②然後透過for迴圈連結串列來獲取到連結串列中倒數第k個位置上的節點，並且返回其data
 * ③找到返回1，沒找到返回0
 *
 *
 *
 * ******************************************************************************************************/
int SelectRecNode(LList_t *Head, DataType_t k)
{
  if (Head->next == NULL)
  {
    printf("連結串列為空!\n");
    return 0;
  }
  // 新建一個指標指向Head的next
  LList_t *copy_head = Head->next;
  // 記錄其節點數
  int count = 0;
  // 透過while迴圈記錄連結串列的節點數
  while (copy_head)
  {
    count++;
    copy_head = copy_head->next;
  }
  // 把copy_head重新指向Head的next
  copy_head = Head->next;
  // 透過節點數-k就是其節點在連結串列中的位置
  for (int i = 0; i < count - k; i++)
  {
    copy_head = copy_head->next;
  }
  printf("連結串列中倒數第%d個節點的數值是%d\n", k, copy_head->data);
  return 1;
}

int main()
{
  // 建立連結串列頭節點
  LList_t *Head = LList_Create();
  // 頭插
  LList_HeadInsert(Head, 1);
  LList_HeadInsert(Head, 2);
  LList_HeadInsert(Head, 3);
  LList_HeadInsert(Head, 4);
  LList_HeadInsert(Head, 5);
  LList_HeadInsert(Head, 6);
  LList_Print(Head);
  SelectRecNode(Head, 3);
}