【数据结构】——单链表（增删查改）

news2024/12/24 8:28:29

 

目录

前言：

一：单链表的特点

​编辑 二：单链表实现

单链表定义

2.1申请节点（初始化）

2.2单链表尾插 

​编辑 2.3单链表打印

2.4单链表头插

 2.5单链表尾删

2.6单链表头删

 2.7单链表查找

2.8在目标位置后面插入

 2.9删除目标位置后面的值

 2.10在目标位置前插入

2.11删除目标位置

2.12单链表销毁

总代码

test.c

SList.c

SList.h 

前言：

因为顺序进行插入删除时，有时候需要移动大量数据，造成不便，影响了运行效率。这时候引出了它的黄金搭档 单链表；

单链表：通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素，不需要使用地址连续的存储单元，因此它不要求在逻辑上相邻的两个元素在物理位置上也相邻。

一：单链表的特点

  1. 单链表不要求逻辑上相邻的两个元素在物理位置上也相邻，因此不需要连续的存储空间。
  2. 单链表是非随机的存储结构，即不能直接找到表中某个特定的结点。查找某个特定的结点时，需要从表头开始遍历，依次查找。
  3. 优点：支持动态内存分配。由于单链表不需要预先分配一段连续的空间，因此可以根据实际需求动态地申请、释放节点空间，避免浪费内存。支持高效的插入、删除操作。由于单链表中的节点是通过指针相连的，因此在插入、删除一个节点时，只需要修改其前驱节点或后继节点的指针即可，时间复杂度为O ( 1 )
  4. 缺点：不支持随机访问。由于单链表中的节点不是连续存储的，因此不能像数组一样通过下标来直接访问一个元素，需要从头节点开始遍历整个链表才能访问任意位置的元素。

 二：单链表实现

单链表定义

每个链表结点，除了存放元素自身的信息外，还需要存放一个指向其后继的指针

单链表功能实现中，需要考虑三种情况：链表为空，一个节点，多个节点

typedef int SLNDatatype;

typedef struct SListNode //定义单链表结点类型
{
	struct SListNode* next;    //数据域，可以是别的各种数据类型
	SLNDatatype val;    //指针域

}SLNode;

2.1申请节点（初始化）

malloc出来一块地址，将有效值赋给val，next给NULL

malloc动态开辟的地址，在程序结束前，都需要进行free释放；

然会该节点的地址

//申请一个节点
SLNode* CreateNode(SLNDatatype x)
{
	SLNode* newnode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

2.2单链表尾插 

我们需要改变该链表，传的是地址，形参接受应该为二级指针；

单链表功能实现中，需要考虑三种情况：链表为空，一个节点，多个节点

如果是空，直接将新节点赋给第一个节点

如果是一个及以上节点，找到链表尾部后，指针域next链接新节点数据域data

// 单链表尾插
void SListPushBack(SLNode** pplist, SLNDatatype x)
{
	assert(pplist);
	SLNode* newnode = CreateNode(x);

	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = newnode;
	}
	else
	{
		//找尾
		SLNode* tail = *pplist;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

 2.3单链表打印

在【C】系列中，讲过结构体不管是修改还是打印，最好都传地址来操作，这样不需要额外开辟空间

assert（）：

断言判断中，其实pplist这个不会为NULL，因为*pplist是地址，哪怕这个地址指向的也是NULL，但是该pplist不为NULL；

assert（）：

断言是判断不允许为NULL的情况，比如链表为空，还要删除的这类情况；

在打印中：

将下一个地址赋给当前地址，进行遍历操作，和之前的自增++这类不同，因为链表空间不是连续存放的

//打印单链表
void SListPrint(SLNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	SLNode* cur = *pplist;
	//遍历打印
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

2.4单链表头插

头部插入不管是空链表还是多个节点，将新链表链接到第一个节点即可

// 单链表的头插
void SListPushFront(SLNode** pplist, SLNDatatype x)
{
	assert(pplist);
	SLNode* phead = *pplist;
	SLNode* newnode = CreateNode(x);

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

 

 2.5单链表尾删

需要考虑两种情况

一个节点：将该节点删除释放即可；

两个及以上节点：循环找到下下个节点为空的节点，将其删除释放；

        也可以定义一个指针 prev:该指针作用是 当cur的下一个节点不等于空时， 记录此位置，如此循环直到找到下一个节点为空，将其cur释放删除，再将prev定义为新的尾，next置NULL；

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SLNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);
	SLNode* cur = *pplist;

	//1.一个节点
	if ((*pplist)->next == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	//2.一个以上的节点
	else
	{

        // 找尾

		/*SLNode* prev = NULL;
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tail = NULL;

		prev->next = NULL;*/


		while (cur->next->next != NULL)
		{
			cur = cur->next;
		}
		free(cur->next);
		cur->next = NULL;
	}
}

 

2.6单链表头删

检查断言后，记录第一个节点位置，将第二个节点赋给第一个节点，再释放记录的位置；

可满足一个节点和多个节点

// 单链表头删
void SListPopFront(SLNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);
	
	SLNode* cur = *pplist;
	*pplist = (*pplist)->next;
	free(cur);
	cur = NULL;
}

 

 2.7单链表查找

查找单链表是否存在此val，存在返回该指针，不存在返回null;

需要注意的是返回的是该指针，而不是该值；后面功能用指针传递更好，在C++库中也是这样定义的，我们可以统一

// 单链表查找
SLNode* SListFind(SLNode* plist, SLNDatatype x)
{
	assert(plist);

	SLNode* cur= plist;
	while (cur)	//遍历查找
	{	
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		else
		{
			cur= cur->next;
		}
	}
	return NULL;
}

2.8在目标位置后面插入

创建新节点空间后，将newnode链接到原链表尾，这里需要顺序关系，先链接尾部，再将newnode地址链接到原链表尾部


// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLNode* pos, SLNDatatype x)
{
	assert(pos);
	SLNode* newnode = CreateNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

 

 2.9删除目标位置后面的值

删除pos后面，将pos的next记录，再将链表跨过链接，释放记录值

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLNode* pos)
{
	assert(pos);
	pos位置后还有两个及以上值
	//if (pos->next->next != NULL)
	//{
	//	SLNode* cur = pos->next;	//cur是要删除的位置
	//	SLNode * next = pos->next->next;	//pos链接下一个位置
	//	
	//	pos->next = next;
	//	free(cur);
	//	cur = NULL;
	//}
	pos位置后只有一个或者没有值
	//else
	//{
	//	free(pos->next);
	//	pos->next = NULL;
	//}

	SLNode* cur = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(cur);
	cur = NULL;

}

 

 2.10在目标位置前插入

精确断言判定后，分成两种情况；

pos为第一个节点：       该操作类似 单链表头插入，调用该函数即可；

pos在链表其他位置：先循环next找，与上同理，注意链接的先后顺序；

这里其实还有一种方式，就是将新节点插入到pos位置后，然后将pos的val值和newnode的val值进行交换即可；

// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDatatype x)
{
	assert(pos);
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	SLNode* cur = *pphead;
	SLNode* newnode = CreateNode(x);

	//pos在头节点
	if (pos == cur)
	{
		SListPushFront(pphead, x);
	}

	while (cur)
	{
		if (cur->next == pos)	//找到pos位置 前
		{
			newnode->next = pos;
			cur->next = newnode;
			return;
		}
		else
		{
			cur = cur->next;

		}
	}

}

 

2.11删除目标位置

与上同理分两种情况：

pos为第一个节点：类似头删除；

pos在其他位置：记录覆盖即可

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

	//
	SLNode* cur = *pphead;


//while (cur)
//{
//	if (pos == cur)
//	{
//		cur = cur->next;
//		free(pos);
//		pos = NULL;
//		return;
//	}
//	if (cur->next == pos)
//	{
//		cur->next = cur->next->next;
//		free(pos);
//		pos = NULL;
//		return;
//	}
//	else
//	{
//		cur = cur->next;
//	}
//}

	if (pos == *pphead)
	{
		//头删
		SListPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = cur->next->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
		}	
}

 

2.12单链表销毁

因为链表是动态开辟空间，在最后需要释放置NULL；

void SLTDestroy(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SLNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SLNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

总代码

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"



void test1()
{
	SLNode* s = NULL;
	SListPushBack(&s, 1);
	SListPushBack(&s, 2);
	SListPushBack(&s, 3);
	SListPrint(&s);

	SListPushFront(&s, 5);
	SListPrint(&s);
}

void test2()
{
	SLNode* s = NULL;
	SListPushBack(&s, 1);
	SListPushBack(&s, 2);
	SListPushBack(&s, 3);
	SListPrint(&s);

	SListPopBack(&s);
	SListPrint(&s);

	SListPopFront(&s);
	SListPrint(&s);

	SListPopFront(&s);
	SListPrint(&s);
}

void test3()
{
	SLNode* s = NULL;
	SListPushBack(&s, 1);
	SListPushBack(&s, 2);
	SListPushBack(&s, 3);
	SListPrint(&s);

	SLNode* pos = SListFind(s, 1);
	SListInsertAfter(pos, 4);
	SListPrint(&s);
}

void test4()
{
	SLNode* s = NULL;
	SListPushBack(&s, 1);
	SListPushBack(&s, 2);
	SListPushBack(&s, 3);
	SListPushBack(&s, 4);
	SListPushBack(&s, 5);

	SListPrint(&s);

	SLNode* pos = SListFind(s, 2);
	SListEraseAfter(pos);
	SListPrint(&s);

}

void test5()
{
	SLNode* s = NULL;
	SListPushBack(&s, 1);
	SListPushBack(&s, 2);
	SListPushBack(&s, 3);
	SListPrint(&s);
	SLNode* pos = SListFind(s, 2);
	SLTInsert(&s,pos,6);
	SListPrint(&s);

	SLTErase(&s,pos);
	SListPrint(&s);

}
int main()
{
	//test1();
	//test2();
	//test3();
	//test4();
	test5();

	return 0;
}

SList.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"

//申请一个节点
SLNode* CreateNode(SLNDatatype x)
{
	SLNode* newnode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

// 单链表尾插
void SListPushBack(SLNode** pplist, SLNDatatype x)
{
	assert(pplist);
	SLNode* newnode = CreateNode(x);

	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = newnode;
	}
	else
	{
		//找尾
		SLNode* tail = *pplist;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

//打印单链表
void SListPrint(SLNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	SLNode* cur = *pplist;
	//遍历打印
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

// 单链表的头插
void SListPushFront(SLNode** pplist, SLNDatatype x)
{
	assert(pplist);
	SLNode* phead = *pplist;
	SLNode* newnode = CreateNode(x);

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

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SLNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);
	SLNode* cur = *pplist;

	//1.一个节点
	if ((*pplist)->next == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	//2.一个以上的节点
	else
	{
		// 找尾
		/*SLNode* prev = NULL;
		SLNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tail = NULL;

		prev->next = NULL;*/
		while (cur->next->next != NULL)
		{
			cur = cur->next;
		}
		free(cur->next);
		cur->next = NULL;
	}
}

// 单链表头删
void SListPopFront(SLNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);
	
	SLNode* cur = *pplist;
	*pplist = (*pplist)->next;
	free(cur);
	cur = NULL;
}

// 单链表查找
SLNode* SListFind(SLNode* plist, SLNDatatype x)
{
	assert(plist);

	SLNode* cur = plist;
	while (cur)	//遍历查找
	{	
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		else
		{
			cur = cur->next;
		}
	}
	return NULL;
}

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLNode* pos, SLNDatatype x)
{
	assert(pos);
	SLNode* newnode = CreateNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLNode* pos)
{
	assert(pos);
	pos位置后还有两个及以上值
	//if (pos->next->next != NULL)
	//{
	//	SLNode* cur = pos->next;	//cur是要删除的位置
	//	SLNode * next = pos->next->next;	//pos链接下一个位置
	//	
	//	pos->next = next;
	//	free(cur);
	//	cur = NULL;
	//}
	pos位置后只有一个或者没有值
	//else
	//{
	//	free(pos->next);
	//	pos->next = NULL;
	//}

	SLNode* cur = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(cur);
	cur = NULL;

}

// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDatatype x)
{
	assert(pos);
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	SLNode* cur = *pphead;
	SLNode* newnode = CreateNode(x);

	//pos在头节点
	if (pos == cur)
	{
		SListPushFront(pphead, x);
	}

	while (cur)
	{
		if (cur->next == pos)	//找到pos位置 前
		{
			SLNode* prev = cur;
			newnode->next = pos;
			cur->next = newnode;
			return;
		}
		else
		{
			cur = cur->next;

		}
	}

}

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

	//
	SLNode* cur = *pphead;


//while (cur)
//{
//	if (pos == cur)
//	{
//		cur = cur->next;
//		free(pos);
//		pos = NULL;
//		return;
//	}
//	if (cur->next == pos)
//	{
//		cur->next = cur->next->next;
//		free(pos);
//		pos = NULL;
//		return;
//	}
//	else
//	{
//		cur = cur->next;
//	}
//}

	if (pos == *pphead)
	{
		//头删
		SListPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = cur->next->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
		}	
}

void SLTDestroy(SLNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SLNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SLNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

SList.h 

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>

typedef int SLNDatatype;

typedef struct SListNode        //链表定义
{
	struct SListNode* next;
	SLNDatatype val;

}SLNode;


// 动态申请一个节点
SLNode* CreateNode(SLNDatatype x);

// 单链表尾插
void SListPushBack(SLNode** pplist, SLNDatatype x);

//打印单链表
void SListPrint(SLNode** phead);

// 单链表的头插
void SListPushFront(SLNode** pplist, SLNDatatype x);

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SLNode** pplist);

// 单链表头删
void SListPopFront(SLNode** pplist);

// 单链表查找
SLNode* SListFind(SLNode* plist, SLNDatatype x);

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLNode* pos, SLNDatatype x);

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLNode* pos);

// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SLNode** pphead, SLNode* pos, SLNDatatype x);

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

//销毁单链表
void SLTDestroy(SLNode** pphead);

以上就是我对单链表的理解和功能实现介绍，身为初学者，作者能力有限，文中不对的地方，需要改进的地方，还望各位指点，感激不尽！！！ 

 

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桶装水订水送水app是一款专为送水工量身打造的提供送水服务的软件&#xff0c;在这里&#xff0c;送水人员将更好的在线发布一些送水信息&#xff0c;在线接单等功能&#xff0c;极大的提高了工作效率&#xff0c;方便了日常生活。 系统的商户端&#xff0c;专为送水工日常送水…
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【链表和顺序表的优缺点】

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【计算机网络】VRRP协议理论和配置

【计算机网络】VRRP协议理论和配置

目录 1、VRRP虚拟路由器冗余协议 1.1、协议作用 1.2、名词解释 1.3、简介 1.4、工作原理 1.5、应用实例 2、 VRRP配置 2.1、配置命令 2.2、拓扑与配置&#xff1a; 1、VRRP虚拟路由器冗余协议 1.1、协议作用 虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol&am…
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2023nacos源码解读第2集——nacos-server的启动

2023nacos源码解读第2集——nacos-server的启动

nacos 是一个典型的server-client中间件&#xff0c;server这里安装最新的nacos-server 2.3.0-BETA版本 1.docker启动nacos-server 镜像详情参考nacos-docker项目的readme &#xff0c;很方便&#xff0c;但是官方提供的nacos-server镜像往往可能滞后&#xff0c;且不便于后续…
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【Java 进阶篇】JQuery DOM操作：舞动网页的属性魔法

【Java 进阶篇】JQuery DOM操作：舞动网页的属性魔法

在前端的舞台上&#xff0c;属性操作是我们与HTML元素进行互动的关键步骤之一。而JQuery&#xff0c;这位前端开发的巫师&#xff0c;通过简洁而强大的语法&#xff0c;为我们提供了便捷的属性操作工具。在这篇博客中&#xff0c;我们将深入研究JQuery DOM操作中的属性操作&…
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C语言--1,5,10人民币若干,现在需要18元,一共有多少种?

C语言--1,5,10人民币若干,现在需要18元,一共有多少种?

今天小编给大家分享一下穷举法的一道典型例题 一.题目描述 1,5,10人民币若干,现在需要18元,一共有多少种? 二.思路分析 总共有18块钱&#xff0c;设1元有x张&#xff0c;5元有y张&#xff0c;10元有z张&#xff0c;则有表达式&#xff1a;x5y10z18&#xff0c;穷举法最重要的…
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Unity中雾效的实现方法二

Unity中雾效的实现方法二

文章目录 前言一、声明雾效所需要的内置变体二、在 v2f 中声明顶点传入片段中的雾效插值器三、 在顶点着色器中计算雾效采样四、在片元着色器中进行雾效颜色混合在这里插入图片描述 五、最终效果 前言 Unity中雾效的实现方法二&#xff0c;使用 Unity 自带的方法实现&#xff…
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