【数据结构】单向链表的增删查改以及指定pos位置的插入删除

单向链表的概念及结构

尾插

头插

尾删

编辑

头删

查找

在pos位置前插

在pos位置后插

删除pos位置

删除pos的后一个位置

总结

代码

单向链表的概念及结构

概念：链表是一种 物理存储结构上非连续 、非顺序的存储结构，数据元素的 逻辑顺序 是通过链表中的指针链接 次序实现的。

单向链表的结构：

注意:

从上图可看出，链式结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定连续。
现实中的结点一般都是从堆上申请出来的。
从堆上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续。

无头单向非循环链表:结构简单, 一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。

尾插

尾插分为两种情况：

一开始没有链表：当开始没有链表，直接将newnode赋给*pphead，通过二级指针改变plist。
一开始有链表：当开始有链表，创建一个结构体指针tail，来找到最后一个节点，再将newnode赋给最后一个节点的next。

头插

头插分为两种情况，开始有链表和开始没有链表，但是两种情况不需要分类考虑，先将*pphead即plist赋给newnode->next，再将newnode连上*pphead。

尾删

尾删分两种情况考虑：

只有一个节点：给*pphead赋空值
一个以上节点：确定尾节点tail后，通过tail的前一个节点tailprev，进行tailprev->next=NULL赋空值或者直接通过tail->next->next找倒数第二个节点，再给tail->next赋空值。

头删

头删不需要分情况，直接将第一个节点的next即第二个节点的地址通过newnode的中转赋给*pphead。

查找

创建一个结构体指针cur，链表中遍历查找cur->data==x的节点，找到后返回cur，方便后面的修改功能。

（不需要修改，所以传入函数的是一级指针）

在pos位置前插

分两种情况考虑：

当pos为第一个节点，相当于头插，调用头插函数即可。
当pos不为第一个节点，通过pos的前一个节点prev，将newnode插入pos前面。

在pos位置后插

在pos位置后插，先将pos->next赋给newnode->next，把newnode和d3连上，再将newnode赋给pos->next,连上d2。

注意：在两个语句不能换位置，不然成环，循环打印

删除pos位置

分两种情况：

pos在第一个节点位置，直接调用头删函数即可。
pos不在第一个节点位置，通过pos的前一个节点prev，将pos->next赋给prev->next，达到将pos节点删除的效果。

删除pos的后一个位置

删除pos的后一个位置，需要先检测pos->next是否为空值，为空值就直接返回，若pos->next不为空赋给posNext，再将posNext->next赋给pos->next达到删除posNext节点，后面可以free(posNext)释放posNext节点，再posNext=NULL给它赋空值。

无头删除pos位置

不给头节点的情况下，可以先通过pos->data=posNext->data的方式交换内容，再删除pos的下一节点posNext，将pos替换为posNext，达到和删除pos一样的效果。

但是这种方法的缺点是当pos本身为尾节点时，不能通过下一节点posNext来使用替换法。

代码

总结

在上面众多单向链表的实现中，很多并不实用，当需要大量的头插头删时，使用单向链表会更高效。

代码

SList.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>




typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

//typedef struct SListNode SLTNode;

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);


SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x);


//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);


//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);


//头插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType);


//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);


//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);


//在pos位置前插
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);


//在pos位置后插
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);


//删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);


//删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

SList.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"


//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	//while (cur != NULL)
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}



SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	return newnode;

}

尾插  phead是plist的形参   //开始就有链表
//void SLTPushBack(SLTNode* phead, SLTDataType x)
//{
//	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
//	SLTNode* tail = phead;
//	while (tail->next != NULL)
//	{
//		tail = tail->next;
//	}
//	tail->next = newnode;
//}

//尾插  //包括一开始没有链表
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		//改变结构体的指针，所以要用二级指针
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		//改变的结构体，用结构体的指针即可
		tail->next = newnode;
	}
}



//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);

	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}



//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	//1.空
	assert(*pphead);
	//2、一个节点
	//3、一个以上节点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		//方法1.
		SLTNode* tailPrev = NULL;
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next)
		{
			tailPrev = tail;
			tail = tail->next;
		}
		free(tail);
		tailPrev->next = NULL;
		
		方法2.
		//SLTNode* tail = *pphead;
		//while (tail->next->next)
		//{
		//	tail = tail->next;
		//}
		//free(tail->next);
		//tail->next = NULL;
	}

}



//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	//空
	assert(*pphead);

	//非空
	SLTNode* newhead = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = newhead;
}


//查找是否有x这个数,找到返回指向该数的指针
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}


//在pos位置前插
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
		prev->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}


//在pos位置后插
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	
	//下面两句不能交换位置，否则会成环
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}


//删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SLTPopFront(pphead);
	}
	//else if (pos->next == NULL)
	//{
	//	SLTPopBack(pphead);
	//}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}		
		//free(prev->next);//不要free，不然这个节点后面全没了
		prev->next = pos->next;		
	}
}



//删除pos后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	//
	assert(pos);

	//检测pos是否是尾节点
	//assert(pos->next);//暴力检测
	if (pos->next == NULL)//温和检测
	{
		return NULL;
	}

	SLTNode* posNext = pos->next;
	pos->next = posNext->next;
	free(posNext);
	posNext = NULL;

}

Test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"


void TestSList1()
{
	int n;
	printf("请输入链表的长度：");
	scanf("%d", &n);
	printf("\n请依次输入每个节点的值：");
	SLTNode* plist = NULL;

	for (size_t i = 0; i < n; i++)
	{
		int val;
		scanf("%d", &val);
		SLTNode* newnode = BuySListNode(val);


		//头插
		newnode->next = plist;
		plist = newnode;

	}

	SLTPrint(plist);
	SLTPushBack(&plist, 1000);
	SLTPrint(plist);

}

void TestSList2()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	
	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);
}


void TestSList3()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	头插
	//SLTPushFront(&plist, 10);
	//SLTPushFront(&plist, 20);
	//SLTPushFront(&plist, 30);
	//SLTPushFront(&plist, 40);
	//SLTPrint(plist);

	//尾删
	SLTPopBack(&plist);
	//SLTPopBack(&plist);
	//SLTPopBack(&plist);
	//SLTPopBack(&plist);
	//SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);


}



void TestSList4()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);




	//头删
	SLTPopFront(&plist);
	SLTPrint(plist);
}


void TestSList5()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);


	//查找
	SLTNode* pos = SLTFind(plist, 40);
	if (pos)
	{
		pos->data *= 10;
	}
	SLTPrint(plist);
}

void TestSList6()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);

	//在pos位置前插
	int x;
	scanf("%d", &x);
	SLTNode* pos = SLTFind(plist, x);
	if (pos)
	{
		SLTInsert(&plist, pos, x * 10);
	}
	SLTPrint(plist);
}


void TestSList7()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);

	//在pos位置后插
	int x;
	scanf("%d", &x);
	SLTNode* pos = SLTFind(plist, x);
	if (pos)
	{
		SLTInsertAfter(pos, x * 10);
	}
	SLTPrint(plist);
}


void TestSList8()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);

	//删除pos位置
	int x;
	scanf("%d", &x);
	SLTNode* pos = SLTFind(plist, x);
	if (pos)
	{
		SLTErase(&plist, pos);
		pos = NULL;
	}
	SLTPrint(plist);
}



void TestSList9()
{
	SLTNode* plist = NULL;

	//尾插
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	//头插
	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);

	//删除pos后一个位置
	int x;
	scanf("%d", &x);
	SLTNode* pos = SLTFind(plist, x);
	if (pos)
	{
		SLTEraseAfter(pos);
		pos = NULL;
	}
	SLTPrint(plist);
}








void PrintSList(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur != NULL)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}




int main()
{
	
	//TestSList1();
	// 头插 尾插
	//TestSList2();
	// 尾删
	//TestSList3();
	// 头删
	//TestSList4();
	// 查找
	//TestSList5();
	// pos位置前插
	//TestSList7();
	// pos位置后插
	//TestSList8();
	// 删除pos位置
	TestSList9();
	//删除pos的后一个位置
	//TestSList10();

	return 0;
}