线性表的链式存储结构
概念
将线性表 L = (a0, a1, … , an-1)中各元素分布在存储器的不同存储块，成为结点，通过地址或指针建立元素之间的联系。
结点的 data 域存放数据元素 ai ，而 next 域是一个指针，指向 ai 的直接后继 ai+1 所在的结点。
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下图中的首元结点（头结点） A 的 data 不重要，next 域指向链表的真正的第一个结点，头结点的作用也是为了指明哪个结点是链表的第一个结点。
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最后一个结点的 next 域，也就是下图中最后一个结点的那个 ^ 代表的是 NULL。
结点类型描述
typedef struct node
{
data_t data; //结点的数据域
struct node *next; //结点的后继指针域
}listnode, *linklist;
则有：
listnode A;
linklist p = &A;
结点声明
设 P 指向链表中结点 ai
获取 ai，写作：p->data
获取 ai+1，写作：p->next->data
若指针 p 的值为 NULL，则它不指向任何结点，此时 p->data 或 p->next 是非法操作。
可调用 C 语言中 malloc() 函数向系统申请结点的存储空间：
linklist p;
p = (linklist)malloc(sizeof(listnode));
则创建一个类型为 linklist 的结点，且该结点的地址已存入指针变量 p 中。
建立单链表
- 目标：建立单链表
- 思路：
1、给头结点分配空间然后判空
2、初始化头结点（H->data，H->next）
3、返回头结点 - 代码：
linklist list_create()
{
linklist H; //头结点
//分配空间并判空
if ((H = (linklist)malloc(sizeof(listnode))) == NULL)
{
printf("malloc H failed!\n");
return NULL;
}
//初始化头结点
H->data = 0;
H->next = NULL;
//返回头结点
return H;
}
链表尾部插入节点
- 目标：向单链表的尾部插入新的节点
- 思路：
1、建立新节点，给新节点分配空间并初始化
2、定义指针指示插入节点的位置，这个位置的 next 为空，这样才能在 next 插入新节点，才能保证在链表的结尾插入节点 （从 H 开始，通过 q=q->next 遍历链表直到链表尾部）
3、在指针的 next 插入新节点 - 代码：
int list_insert_tail(linklist H, data_t value)
{
linklist p; //要插入的新节点
linklist q; //确定插入位置的指针
//如果头结点为空那么以后的操作也没办法进行
if (H == NULL)
{
printf("H is NULL!\n");
return -1;
}
//给新节点分配空间并判空
if ((p = (linklist)malloc(sizeof(listnode))) == NULL)
{
printf("malloc p failed!\n");
return -1;
}
//初始化新节点
p->data = 0;
p->next = value;
q = H;
//确定插入节点的位置
while (q->next)
{
q = q->next;
}
//在链表尾部插入节点
q->next = p;
return 0;
}
根据下标查找节点
- 目标：根据位置获取链表中的节点
- 思路：
1、判头结点是否为空，判下标是否合法；
2、定义遍历链表的指针和 i 遍历链表直到找到指定位置（注意遍历完链表也没有找到指定节点的情况）；
3、返回要查找的节点或空节点（未找到的情况） - 代码：
linklist list_get(linklist H, int pos)
{
linklist p; //遍历用指针
int i; //遍历用标记
if (H == NULL)
{
printf("H is NULL!\n");
return NULL;
}
if (pos < 0)
{
printf("pos is invalid\n");
return NULL;
}
p = H;
i = -1;
while (i < pos)
{
p = p->next; //指针p向下移动
//已经遍历完链表但没找到这个位置则break
if (p == NULL)
{
break;
}
i++; //i迭代
}
return p;
}
在链表指定位置插入新节点
- 目标：给定链表、位置和新节点的值将这个新节点插入到链表的指定位置
- 思路：
1、判头节点是否为空，位置是否合法（初步）
2、通过指针和 i 遍历链表找到这个要插入节点的前一个节点的位置，让指针指向这个节点
3、通过改变指针指向插入这个新节点 - 代码：
int list_insert_between(linklist H, data_t value, int pos)
{
linklist p; //遍历用指针
linklist q; //新节点
int i;
//如果头结点为空那么以后的操作也没办法进行
if (H == NULL)
{
printf("H is NULL!\n");
return -1;
}
//这种位置无效
if (pos < -1)
{
printf("H is invalid!\n");
return -1;
}
//给新节点分配空间并判空
if ((q = (linklist)malloc(sizeof(listnode))) == NULL)
{
printf("malloc p failed!\n");
return -1;
}
//初始化新节点
q->next = NULL;
q->data = value;
//p从头结点开始遍历
p = H;
while (i < pos - 1) //注意这里是 pos - 1,一定要在循环结束时让指针指向指定位置的前一个节点
{
p = p->next;
//i还没到pos指针指向节点就空了，证明给定的位置无效
if (p == NULL)
{
printf("the pos not found!\n");
return -1;
}
i++;
}
//此时指针指向指定位置的前一个节点,通过改变指针指向插入新节点
q->next = p->next;
p->next = q;
return 0;
}
打印链表
- 目标：打印链表节点
- 思路：通过指针遍历链表并打印
- 代码：
int list_show(linklist H) {
linklist p;
if (H == NULL) {
printf("H is NULL\n");
return -1;
}
p = H;
while (p->next != NULL) {
printf("%d ", p->next->data);
p = p->next;
}
puts("");
return 0;
}
