广义表的头尾链表存储表示（2）（第五章 P115 算法5.5,5.6,5.8）_头尾链表存储广义表总是画不对

下图是根据上方程序定义的广义表(a,(b,c,d))的存储结构。它的长度为 2，第 1 个元素为原子 a，第 2 个元素为子表(b,c,d)。

完整代码：

下面代码中广义表的书写形式串为HString类型，广义表的书写形式串为SString类型的请转看：https://blog.csdn.net/qq_42185999/article/details/105670079

typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */
 
#include<malloc.h> /* malloc()等 */
#include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */
#include<process.h> /* exit() */
#include<limits.h> //常量INT_MAX和INT_MIN分别表示最大、最小整数
 
/* 函数结果状态代码 */
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2 
 
typedef char AtomType; /* 定义原子类型为字符型 */
 
 
/* ---------------------------------  广义表的头尾链表存储表示    --------------------------------*/
 
typedef enum { ATOM, LIST }ElemTag; /* ATOM==0:原子,LIST==1:子表 */
typedef struct GLNode
{
	ElemTag tag; /* 公共部分,用于区分原子结点和表结点 */
	union /* 原子结点和表结点的联合部分 */
	{
		AtomType atom; /* atom是原子结点的值域,AtomType由用户定义 */
		struct
		{
			struct GLNode *hp, *tp;
		}ptr; /* ptr是表结点的指针域,prt.hp和ptr.tp分别指向表头和表尾 */
	}a;
}*GList, GLNode; /* 广义表类型 */
 
/* ---------------------------------------------------------------------------------------------*/
 
 
 
 
/* ---------------------------  广义表的头尾链表存储的基本操作(11个)  --------------------------*/
 
Status InitGList(GList *L)
{ /* 创建空的广义表L */
	*L = NULL;
	return OK;
}
 
void DestroyGList(GList *L) /* 广义表的头尾链表存储的销毁操作 */
{ /* 销毁广义表L */
	GList q1, q2;
	if (*L)
	{
		if ((*L)->tag == ATOM)
		{
			free(*L); /* 删除原子结点 */
			*L = NULL;
		}
		else /* 删除表结点 */
		{
			q1 = (*L)->a.ptr.hp;
			q2 = (*L)->a.ptr.tp;
			free(*L);
			*L = NULL;
			DestroyGList(&q1);
			DestroyGList(&q2);
		}
	}
}
 
Status CopyGList(GList *T, GList L)
{ /* 采用头尾链表存储结构,由广义表L复制得到广义表T。算法5.6 */
	if (!L) /* 复制空表 */
		*T = NULL;
	else
	{
		*T = (GList)malloc(sizeof(GLNode)); /* 建表结点 */
		if (!*T)
			exit(OVERFLOW);
		(*T)->tag = L->tag;
		if (L->tag == ATOM)
			(*T)->a.atom = L->a.atom; /* 复制单原子 */
		else
		{
			CopyGList(&((*T)->a.ptr.hp), L->a.ptr.hp);
			/* 复制广义表L->ptr.hp的一个副本T->ptr.hp */
			CopyGList(&((*T)->a.ptr.tp), L->a.ptr.tp);
			/* 复制广义表L->ptr.tp的一个副本T->ptr.tp */
		}
	}
	return OK;
}
 
int GListLength(GList L)
{ /* 返回广义表的长度,即元素个数 */
	int len = 0;
	if (!L)
		return 0;
	if (L->tag == ATOM)
		return 1;
	while (L)
	{
		L = L->a.ptr.tp;
		len++;
	}
	return len;
}
 
int GListDepth(GList L)
{ /* 采用头尾链表存储结构,求广义表L的深度。算法5.5 */
	int max, dep;
	GList pp;
	if (!L)
		return 1; /* 空表深度为1 */
	if (L->tag == ATOM)
		return 0; /* 原子深度为0 */
	for (max = 0, pp = L; pp; pp = pp->a.ptr.tp)
	{
		dep = GListDepth(pp->a.ptr.hp); /* 求以pp->a.ptr.hp为头指针的子表深度 */
		if (dep > max)
			max = dep;
	}
	return max + 1; /* 非空表的深度是各元素的深度的最大值加1 */
}
 
Status GListEmpty(GList L)
{ /* 判定广义表是否为空 */
	if (!L)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}
 
GList GetHead(GList L)
{ /* 取广义表L的头 */
	GList h, p;
	if (!L)
	{
		printf("空表无表头!\n");
		exit(0);
	}
	p = L->a.ptr.tp;
	L->a.ptr.tp = NULL;
	CopyGList(&h, L);
	L->a.ptr.tp = p;
	return h;
}
 
GList GetTail(GList L)
{ /* 取广义表L的尾 */
	GList t;
	if (!L)
	{
		printf("空表无表尾!\n");
		exit(0);
	}
	CopyGList(&t, L->a.ptr.tp);
	return t;
}
 
Status InsertFirst_GL(GList *L, GList e)
{ /* 初始条件: 广义表存在 */
  /* 操作结果: 插入元素e作为广义表L的第一元素(表头,也可能是子表) */
	GList p = (GList)malloc(sizeof(GLNode));
	if (!p)
		exit(OVERFLOW);
	p->tag = LIST;
	p->a.ptr.hp = e;
	p->a.ptr.tp = *L;
	*L = p;
	return OK;
}
 
Status DeleteFirst_GL(GList *L, GList *e)
{ /* 初始条件: 广义表L存在 */
  /* 操作结果: 删除广义表L的第一元素,并用e返回其值 */
	GList p;
	*e = (*L)->a.ptr.hp;
	p = *L;
	*L = (*L)->a.ptr.tp;
	free(p);
	return OK;
}
 
void Traverse_GL(GList L, void(*v)(AtomType))
{ /* 利用递归算法遍历广义表L */
	if (L) /* L不空 */
		if (L->tag == ATOM) /* L为单原子 */
			v(L->a.atom);
		else /* L为广义表 */
		{
			Traverse_GL(L->a.ptr.hp, v);
			Traverse_GL(L->a.ptr.tp, v);
		}
}
 
 
/* --------------------------------------------------------------------------------------------------*/
 
 
 
 /* 广义表的书写形式串为HString类型 */
 
 
 
 
 
/* ----------------------------------    串的堆分配存储    -----------------------------------*/
 
typedef struct
{
	char *ch; /* 若是非空串,则按串长分配存储区,否则ch为NULL */
	int length; /* 串长度 */
}HString;
 
/* ---------------------------------------------------------------------------------------------*/
 
 
/* -------------------------  需要用到的串采用堆分配存储结构的基本操作  ------------------------*/
 
 
Status StrAssign(HString *T, char *chars)
{ /* 生成一个其值等于串常量chars的串T */
	int i, j;
	if ((*T).ch)
		free((*T).ch); /* 释放T原有空间 */
	i = strlen(chars); /* 求chars的长度i */
	if (!i)
	{ /* chars的长度为0 */
		(*T).ch = NULL;
		(*T).length = 0;
	}
	else
	{ /* chars的长度不为0 */
		(*T).ch = (char*)malloc(i * sizeof(char)); /* 分配串空间 */
		if (!(*T).ch) /* 分配串空间失败 */
			exit(OVERFLOW);
		for (j = 0; j < i; j++) /* 拷贝串 */
			(*T).ch[j] = chars[j];
		(*T).length = i;
	}
	return OK;
}
 
Status StrCopy(HString *T, HString S)
{ /* 初始条件:串S存在。操作结果: 由串S复制得串T */
	int i;
	if ((*T).ch)
		free((*T).ch); /* 释放T原有空间 */
	(*T).ch = (char*)malloc(S.length * sizeof(char)); /* 分配串空间 */
	if (!(*T).ch) /* 分配串空间失败 */
		exit(OVERFLOW);
	for (i = 0; i < S.length; i++) /* 拷贝串 */
		(*T).ch[i] = S.ch[i];
	(*T).length = S.length;
	return OK;
}
 
Status StrEmpty(HString S)
{ /* 初始条件: 串S存在。操作结果: 若S为空串,则返回TRUE,否则返回FALSE */
	if (S.length == 0 && S.ch == NULL)
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}
 
int StrCompare(HString S, HString T)
{ /* 若S>T,则返回值>0;若S=T,则返回值=0;若S<T,则返回值<0 */
	int i;
	for (i = 0; i < S.length&&i < T.length; ++i)
		if (S.ch[i] != T.ch[i])
			return S.ch[i] - T.ch[i];
	return S.length - T.length;
}
 
int StrLength(HString S)
{ /* 返回S的元素个数,称为串的长度 */
	return S.length;
}
 
Status ClearString(HString *S)
{ /* 将S清为空串 */
	if ((*S).ch)
	{
		free((*S).ch);
		(*S).ch = NULL;
	}
	(*S).length = 0;
	return OK;
}
 
Status SubString(HString *Sub, HString S, int pos, int len)
{ /* 用Sub返回串S的第pos个字符起长度为len的子串。 */
  /* 其中,1≤pos≤StrLength(S)且0≤len≤StrLength(S)-pos+1 */
	int i;
	if (pos<1 || pos>S.length || len<0 || len>S.length - pos + 1)
		return ERROR;
	if ((*Sub).ch)
		free((*Sub).ch); /* 释放旧空间 */
	if (!len) /* 空子串 */
	{
		(*Sub).ch = NULL;
		(*Sub).length = 0;
	}
	else
	{ /* 完整子串 */
		(*Sub).ch = (char*)malloc(len * sizeof(char));
		if (!(*Sub).ch)
			exit(OVERFLOW);
		for (i = 0; i <= len - 1; i++)
			(*Sub).ch[i] = S.ch[pos - 1 + i];
		(*Sub).length = len;
	}
	return OK;
}
 
void InitString(HString *T)
{ /* 初始化(产生空串)字符串T。另加 */
	(*T).length = 0;
	(*T).ch = NULL;
}
 
 
/* -----------------------------------------------------------------------------------------------*/
 
 
 
Status sever(HString *str, HString *hstr)
{ /* 将非空串str分割成两部分:hstr为第一个','之前的子串,str为之后的子串 */
	int n, i = 1, k = 0; /* k记尚未配对的左括号个数 */
	HString ch, c1, c2, c3;
	InitString(&ch); /* 初始化HString类型的变量 */
	InitString(&c1);
	InitString(&c2);
	InitString(&c3);
	StrAssign(&c1, ",");
	StrAssign(&c2, "(");
	StrAssign(&c3, ")");
	n = StrLength(*str);
	do
	{
		SubString(&ch, *str, i, 1);
		if (!StrCompare(ch, c2))
			++k;
		else if (!StrCompare(ch, c3))
			--k;
		++i;
	} while (i <= n && StrCompare(ch, c1) || k != 0);
	if (i <= n)
	{
		StrCopy(&ch, *str);
		SubString(hstr, ch, 1, i - 2);
		SubString(str, ch, i, n - i + 1);
	}
	else
	{
		StrCopy(hstr, *str);
		ClearString(str);
	}
	return OK;
}
 
Status CreateGList(GList *L, HString S)
{ /* 采用头尾链表存储结构,由广义表的书写形式串S创建广义表L。设emp="()" */
	HString emp, sub, hsub;
	GList p, q;
	InitString(&emp);
	InitString(&sub);
	InitString(&hsub);
	StrAssign(&emp, "()");
	if (!StrCompare(S, emp)) /* 创建空表 */
		*L = NULL;
	else
	{
		*L = (GList)malloc(sizeof(GLNode));
		if (!*L) /* 建表结点不成功 */
			exit(OVERFLOW);
		if (StrLength(S) == 1) /* 创建单原子广义表 */
		{
			(*L)->tag = ATOM;
			(*L)->a.atom = S.ch[0];
		}
		else
		{
			(*L)->tag = LIST;
			p = *L;
			SubString(&sub, S, 2, StrLength(S) - 2); /* 脱外层括号 */
			do /* 重复建n个子表 */
			{
				sever(&sub, &hsub); /* 从sub中分离出表头串hsub */
				CreateGList(&p->a.ptr.hp, hsub);
				q = p;
				if (!StrEmpty(sub)) /* 表尾不空 */
				{
					p = (GList)malloc(sizeof(GLNode));
					if (!p)
						exit(OVERFLOW);
					p->tag = LIST;
					q->a.ptr.tp = p;
				}
			} while (!StrEmpty(sub));
			q->a.ptr.tp = NULL;
		}
	}
	return OK;
}
 
 
 
 
/* 主程序 */
 
 
void visit(AtomType e)
{
	printf("%c ", e);
}
 
void main()
{
	char p[80];
	GList l, m;
	HString t;
	InitString(&t);
	InitGList(&l);
	InitGList(&m);
	printf("空广义表l的深度=%d l是否空？%d(1:是 0:否)\n", GListDepth(l), GListEmpty(l));
	printf("请输入广义表l(书写形式：空表:(),单原子:a,其它:(a,(b),b)):\n");
	gets(p);
	StrAssign(&t, p);
	CreateGList(&l, t);
	printf("广义表l的长度=%d\n", GListLength(l));
	printf("广义表l的深度=%d l是否空？%d(1:是 0:否)\n", GListDepth(l), GListEmpty(l));
	printf("遍历广义表l：\n");
	Traverse_GL(l, visit);
	printf("\n复制广义表m=l\n");
	CopyGList(&m, l);
	printf("广义表m的长度=%d\n", GListLength(m));
	printf("广义表m的深度=%d\n", GListDepth(m));
	printf("遍历广义表m：\n");
	Traverse_GL(m, visit);
	DestroyGList(&m);
	m = GetHead(l);
	printf("\nm是l的表头，遍历广义表m：\n");
	Traverse_GL(m, visit);
	DestroyGList(&m);
	m = GetTail(l);
	printf("\nm是l的表尾，遍历广义表m：\n");
	Traverse_GL(m, visit);
	InsertFirst_GL(&m, l);
	printf("\n插入l为m的表头，遍历广义表m：\n");
	Traverse_GL(m, visit);
	printf("\n删除m的表头，遍历广义表m：\n");
	DestroyGList(&l);
	DeleteFirst_GL(&m, &l);
	Traverse_GL(m, visit);
	printf("\n");
	DestroyGList(&m);
}

运行结果：