文章目录
- 链表
- 链表的分类
- 单链表
- 单链表的存储结构
- 单链表主要实现的接口函数
- 单链表尾插
- 动态申请新节点
- 单链表头插
- 单链表的尾删
- 单链表的头删
- 在指定位置之前插入
- 单链表查找
- 插入
- 在指定位置之后插
- 删除指定位置元素
- 删除指定位置之后的元素
- 顺序输出链表
- 销毁单链表
- 顺序表和单链表的区别
- 关于指针传参
链表
链表是一种物理结构(储存结构)上不一定连续，不一定是顺序的存储结构，数据元素是通过链表中的指针链接次序实现的
链表的分类
链表有很多种类 两两匹配就一共有八种 这里主要介绍一下单链表(单向不带头不循环)
单链表
单链表的存储结构
图示：
链表中的结点一般都是在堆上申请的，从堆上申请的空间，按照一定的规则申请的，两次申请的空间也能相同也可能不相同。用一个指针就能找到下一个结点的空间地址了，从而形成线性关系
typedef int ElemType;
typedef struct SListNode
{
ElemType data;
struct SListNode* next;
}SLTNode;
typedef SLTNode* LinkList;//定义链表
定义一个数据域和指针域。数据域用来存放数据，指针域的指针指向下一个结点的空间地址
单链表主要实现的接口函数
//创建新结点
SLTNode* NewSLTNode(ElemType x);
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** phead, ElemType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** phead, ElemType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** phead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** phead);
//单链表查找
SLTNode* SLTNodeFind(SLTNode* phead, ElemType x);
//在pos之前插入
void SLTInsert(SLTNode** phead, SLTNode* pos, ElemType x);
//在pos之后插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, ElemType x);
//删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** phead, SLTNode* pos);
//删除pos位置后得
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//打印
void SLTNodePrintf(SLTNode* ps);
单链表尾插
单链表插入主要分为两种情况
- 没有结点，单链表是空的情况
- 有一个以上的结点
注意:
这里需要一个头指针(pehad 指向第一个结点的指针)来维护这个链表。否则将无法寻找到这个链表
void SLTPushBack(SLTNode** phead, ElemType x)
{
//申请结点
SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);
//空链表
if (*phead == NULL)
{
*phead = newnode;
}
//有一个以上的结点
else
{
SLTNode* tail = *phead;
//遍历找最后一个结点
while (tail->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
//连接新结点
tail->next = newnode;
}
}
链表结点的类型是struct SListNode* (结构体指针)类型，插入一个新元素，需要改变头指针的指向，所以实参需要传其地址，形参需要一个结构体指针的指针才可接受这个地址即二级指针
每次进行插入操作时都要申请结点，封装成函数，方便复用
动态申请新节点
SLTNode* NewSLTNode(ElemType x)
{
SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
if(newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
eixt(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
单链表头插
头插可以只看作一种情况
空和非空的处理结果都一样
图解：
代码实现：
void SLTPushFront(SLTNode** phead, ElemType x)
{
//申请结点
SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);
//空和非空链表都可处理
newnode->next = *phead;
*phead = newnode;
}
单链表的尾删
尾删要注意三种情况，分别是
- 空链表
错误处理 - 只有一个结点
直接释放该结点即可
- 有两个结点以上的链表
先找到最后一个结点，记录最后一个结点的前一个 然后释放最后一个结点，再将最后一个的前一个指针域置为NULL
代码实现：
void SLTPopBack(SLTNode** phead)
{
//空链表
assert(*phead);
//只有一个结点
if ((*phead)->next == NULL)
{
free(*phead);
*phead = NULL;
}
//有两个结点以上的链表
else
{
SLTNode* tail = *phead;
SLTNode* tailprev = NULL;//记录最后一个的前一个
while (tail->next != NULL)
{
tailprev = tail;
tail = tail->next;
}
free(tail);
tail = NULL;
tailprev->next = NULL;
}
}
单链表的头删
头删时要注意两种情况分别是
- 空链表
错误处理 - 有一个或多个结点
先将头指针移动到第二个结点(只有一个结点第二个结点即为NULL也符合逻辑)的位置，在释放该结点
代码实现：
void SLTPopFront(SLTNode** phead)
{
//空
assert(*phead);
//一个和多个结点处理逻辑一样
SLTNode* newhead = (*phead)->next;
free(*phead);
*phead = newhead;
}
在指定位置之前插入
位置由自己指定
比如链表元素 1 2 3 4 在2的位置之前插入6 链表变为1 6 2 3 4
插入之前首先要找到该元素结点的位置
单链表查找
SLTNode* SLTNodeFind(SLTNode* phead, ElemType x)
{
assert(phead);
SLTNode* pos = phead;
while (pos)
{
if (pos->data == x)
{
return pos;
}
pos = pos->next;
}
//没有该元素
return NULL;
}
然后根据查找到元素的结点位置进行插入
插入
在指定位置插入时要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置 - 指定位置不存在
错误处理 - 指定的位置是第一个结点
复用头插即可 - 其他情况下插入
申请新节点 找到pos的前一个结点 将新结点连接接起来
void SLTInsert(SLTNode** phead, SLTNode* pos, ElemType x)
{
assert(*phead);
assert(pos);
if (pos == *phead)
{
SLTPushFront(phead, x);
}
else
{
//申请结点
SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);
//找pos的前一个
SLTNode* cur = *phead;
SLTNode* posprev = NULL;
while (cur != pos)
{
posprev = cur;
cur = cur->next;
}
posprev->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
在指定位置之后插
比如链表元素 1 2 3 4 在2的位置之后插入6 链表变为1 2 6 3 4
和指定位置之前插入一样，首先要找到该元素结点的位置在进行插入
在指定位置后插入要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置 - 指定位置不存在
错误处理 - 其他情况下插入
这里不用考虑插入的位置是最后一个结点的位置，这样首先要遍历链表进行判断，在复用尾插，代价太大。
代码实现：
void SLTInsertAfter( SLTNode* pos, ElemType x)
{
assert(pos);
//申请新结点
SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
删除指定位置元素
删除指定位置和插入指定位置一样，需要先查找到该元素结点的位置
比如链表元素 1 2 3 4 删除2的位置链表变为 1 3 4
删除pos位置要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置 - 指定位置不存在
错误处理 - 指定位置是第一个结点
复用头删 - 其他情况下删除指定位置
代码实现：
void SLTErase(SLTNode** phead, SLTNode* pos)
{
//空链表
assert(*phead);
// 指定位置不存在
assert(pos);
//复用头删
if (pos == *phead)
{
SLTPopFront(phead);
}
else
{
//找pos前一个
SLTNode* cur = *phead;
SLTNode* prevpos = NULL;
while (cur != pos)
{
prevpos = cur;
cur = cur->next;
}
prevpos->next = pos->next;
free(pos);
}
}
删除指定位置之后的元素
比如链表元素 1 2 3 4 删除2之后位置 链表变为 1 2 4
删除指定位置之后的元素分别要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置 - 指定位置不存在
错误处理 - 是否是尾结点
错误处理 - 其他情况下删除指定位置之后
代码实现：
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
assert(pos);
assert(pos->next);
SLTNode* posnesxt = pos->next;
pos->next = posnesxt->next;
free(posnesxt);
posnesxt = NULL;
}
顺序输出链表
void SLTNodePrintf(SLTNode* phead)
{
SLTNode* tail = phead;
while (tail != NULL)
{
printf("%d " , tail->data);
tail = tail->next;
}
printf("\n");
}
销毁单链表
void SLTNodeDestory(SLTNode** phead)
{
assert(*phead);
SLTNode* cur = *phead;
SLTNode* curnext = NULL;
while (cur != NULL)
{
curnext = cur->next;
free(cur);
cur = curnext;
}
}
顺序表和单链表的区别
| 不同点 | 顺序表 | 链表 |
|---|---|---|
| 存储空间上 | 物理上一定连续 | 逻辑上连续，物理上不一定连续 |
| 随机访问 | O(1) | O(n) |
| 任意位置插入或删除 | 可能需要挪动数据，效率太低O(n) | 只需要修改指针指向即可 |
| 插入元素 | 动态顺序表，空间不够时需要扩容 | 没有容量概念，用多少申请多少 |
| 应用场景 | 元素高效存储+频繁访问 | 频繁在任意位置插入和删除 |
关于指针传参
当你传递一个参数给函数的时候，这个参数会不会在函数内被改动决定了函数参数形式
- 如果需要改动，则需要传指向这个参数的指针
比如单链表的头插，尾插、头删等，都需要改变头指针的指向位置，也就是这个参数需要被改动，那么传这个参数的指针 - 如果不用被改动，可以直接传递这个参数
比如单链表中的查找和打印，直接传参数就可以了，查找和打印，不用修改里面的内容
