单链表(1)

news2024/9/30 19:27:02

前面的顺序表是顺序存储(类似于数组),下面的链表是链式存储。物理是否相邻就看其存储地址(格子)是否相邻挨在一起。逻辑是否相邻看其前驱后继。

例如上面3个数据

如果存在顺序表中,那就是100的后继是200,200的后继是150,有100,200,150三个格子的有效数据,且这三个格子是按前驱,后继有序的相连着,这就是逻辑相邻。而格子的地址挨在一起就是物理相邻。如下图,3个格子挨在一起

如果存在链表中,那么每个格子的前驱,后继都不变也就是仍然逻辑相邻,100的后继还是200,但200的这个格子地址就不一定和100的格子地址挨在一起了。200的格子地址可能比100的格子地址大,也可能比100的格子地址小,其在哪里都有可能。

那要寻找100的后继200这个数字要怎么找——

前面顺序表找后继可以直接用下标i,因为其地址是相邻挨在一起的。

而在链表里面,你也不知道地址在哪里,那么就需要一开始就把它的地址标记起来。

那么链表里的格子就要再加一个东西,在每一个当前数据格子的下面再加一层,将当前数据的后继数据的地址存在里面。(当前数据,后继地址)

假设现在150是最后一个数据,按理说150的下面应该登记写上它下一个数据的地址,但150后面没有下一个数据了,所以150的下面就应该写一个空(NULL).表示其为末尾元素,没有后继了。

现在单链表的形式就成了,保存了地址为300,就指向地址为300的数据200,保存了地址为100,就指向地址为100的数据150,保存地址为空,就完了。

那么单链表的结构就长成这个样子

现在来看图写话,写出单链表的结构体struct Node,包含2个成员,整型数据类型的数据(名为date)和单链表结构体类型的指针(名为next)

((*)为指针,其前面写的为指针的类型,即指针指向的东西的数据类型是什么,后面写的为指针的名字,先给指针起个名字叫next,就是下一个地址的意思;而指针的类型还是跟它一样的struct Node,因为它指向单链表中的下一组跟它当前的结构样子是长的一样的,单链表中每一组都包含2个成员,数据和指针。而跟它长相一样的结构就又还是定义了的struct Node)。如图

所以单链表的结构体设计就长成这样

现在来分析一下这个单链表带不带头结点——

头结点就是用来指向表中的第一个数据。因为如果要访问单链表中这一串数据,要先指向第一个数据后,再通过其下面的指针访问每个后继。

所以需要一个头指针(即头结点)指向第一个数据的存储地址。

假设这个头指针的名字叫plist,那么通过plist所指的地方,就能找到第一个数据100。接着再访问每个后继,直到后继为空,则前面找到的所有数据就是单链表里面所存储的数据。

那么现在单链表就是长成这个样子

接下来在这种形式的单链表中,数据应该怎么插入——

例如在100前面插入一个数据10,插入完后的样式应该是这样

那么现在plist就要指向数据10的地址,因为10变成了第一个数据,然后数据10的next指向数据100的地址。

现在plist就要从指向100的地址改变为指向10的地址,也就是plist指针指向变了。C语言里面学过要改变指针的指向需要——传指针解引用。而plist本身就是一个指针,再传指针就变成了二级指针。同理删除是直接穿过要删除的数据指向下一个数据,也要改变指针方向。但二级指针就更复杂一些

所以需要一个做任何操作都永远不改变plist指向的方法,让plist一直指向头结点——加一个头结点,这个头结点里面的数据永远不用,不算作第一个数据,也就是头结点里没有不放数据。真正的有效数据从头结点的下一个节点开始,也就是100仍然是第一个数据,头结点的next指向第一个有效数据的地址。

现在要往100前面插入数据或是直接删除数据100,plist都不用改动,只改变头结点的next指向就好了。

所以上图就是单链表的最终结构设计,单链表的处理必须要带有头结点。这里plist指向头结点的地址200.在对第一个数据结点做任何操作时它都不会变。

 而其实现函数跟顺序表差不多,因为它们都属于——线性表。线性表分为顺序存储和链式存储。

链式存储就是这个单链表。

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