数据结构——lesson3单链表介绍及实现

1.什么是链表？

2.链表的分类

（1）无头单向非循环链表：

（2）带头双向循环链表：

3.单链表的实现

（1）单链表的定义

（2）动态创建节点

（3）单链表打印

（4）单链表尾插

（5）单链表头插

（6）单链表尾删

（7）单链表头删

（8）单链表查找

（9）单链表在pos位置之后插入

(10)单链表在pos位置之前插入

（11）单链表删除pos位置的节点

（12）单链表销毁

4.运行结果

5.结语

1.什么是链表？

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。

逻辑图如下：

可以看出链表有两个变量，一个存放数据，另一个存放指向下一节点的指针；

此外链表还具有以下特征：

（1）链表在逻辑上连续，但在物理上不一定连续；

（2）链表的节点在现实中一般都是在堆上开辟出来的，所以使用结束后需要释放空间；

（3）从堆上申请的空间是按照一定策略分配的，所以物理空间可能连续也可能不连续。

2.链表的分类

链表按单向双向、无头带头、循环非循环可分为多种，这里我们介绍最常用的两种——无头单向非循环链表、带头双向循环链表。本篇文章将详细介绍无头单向非循环链表（简称单链表）的增删查改等的实现。

（1）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。

（2）带头双向循环链表：

结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了。

3.单链表的实现

（1）单链表的定义

typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;//存放数据
	struct SListNode* next;//存放下一个节点的指针
}SListNode;

结构体定义两个变量，一个是SLDataType类型的数据，另一个时结构体的指针用来存放下一节点指针；

（2）动态创建节点


//申请新的节点，返回指向节点的指针
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* buynode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	buynode->data = x;
	buynode->next = NULL;
	return buynode;
}

（3）单链表打印


// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist)
{
	//assert(plist);//没有节点，指针为空，断言，为空也可打印空指针所以不需要断言
	SListNode* psl = plist;//用一个临时变量接收，如果不喜欢也可以不用
	while (psl)//利用while循环遍历单链表
	{
		printf("%d->", psl->data);//打印单链表指向的数据
		psl = psl->next;//继续循环
	}
	printf("%d->NULL\n");//最后一个不要漏了
}

（4）单链表尾插

// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	assert(pplist);//断言二级指针
	SListNode* buy = BuySListNode(x);
	assert(buy);//判断节点是否开辟成功
	SListNode* psl= *pplist;//创建一个新的变量
	if (psl == NULL)//如果是一个节点都没有的情况
	{
		*pplist = buy;//需要将头指针改变（原本头指针是NULL）所以需要节点指针的指针
		return;
	}
	while (psl->next)//如果已经有节点的情况
	{
		psl = psl->next;//通过next遍历链表找到最后的节点
	}
	psl->next = buy;//将最后节点的next改成buy节点的指针，所以需要节点的指针即可，不需要二级指针

}

pplist是指向链表第一个节点指针的指针，是二级指针，所以一定不为空，要用assert断言；

（5）单链表头插

// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	assert(pplist);
	SListNode* buy = BuySListNode(x);
	assert(buy);//判断节点是否开辟成功
	SListNode* psl = *pplist;
	if (*pplist == NULL)//如果一个节点都没有的情况
	{
		*pplist = buy;//需要将头指针改变（原本头指针是NULL）所以需要节点指针的指针
		return;
	}
	//有节点的情况
	buy->next = psl;//需要通过next连接新节点
	*pplist = buy;//通过节点的指针的指针改变节点的指针
}

要注意有两种情况一直是没有一个节点的情况即*pplist = NULL，另一种是有节点的情况；

传二级指针的作用就是为了改变指针plist，所以需要指针的指针pplist；

（6）单链表尾删

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);//删除节点要判断有没有节点
	SListNode* psl = *pplist;
	if (psl->next == NULL)//只有一个节点时
	{
		free(psl);//释放最后一个节点的空间
		*pplist = NULL;//尾指针置空
		return;
	}
	while (psl->next->next)//多个节点时找到倒数第二个节点
	{
		psl = psl->next;
	}
	free(psl->next);
	psl->next = NULL;//尾指针置空
}

单链表尾删同样要注意两种情况；使用free释放指针指向的空间；

（7）单链表头删

// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
	assert(pplist);
	assert(*pplist);//删除节点要判断有没有节点
	SListNode* psl = *pplist;
	if (psl->next == NULL)//只有一个节点时
	{
		free(psl);
		*pplist = NULL;
		return;
	}
	//多个节点时
	*pplist = psl->next;//将第二个节点的指针给头指针
	free(psl);//释放第一个节点的空间
}

（8）单链表查找

// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{
	assert(plist);//查找节点要判断有没有节点
	SListNode* psl = plist;
	while (psl)
	{
		if (psl->data == x)
		{
			return psl;//找到了返回psl
		}
		psl = psl->next;
	}
	return NULL;//没找到返回空指针
}

（9）单链表在pos位置之后插入

// 单链表在pos位置之后插入x

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SListNode* buy = BuySListNode(x);
	assert(buy);//判断节点是否开辟成功
	//if (pos->next == NULL)
	//{
	//	pos->next = buy;//将最后节点的next改成buy节点的指针	
	//	return;
	//}
	buy->next = pos->next;//只有一个节点和多个节点一样
	pos->next = buy;
}

思考分析这两行代码可不可以调换一下顺序呢？

buy->next = pos->next;//只有一个节点和多个节点一样
pos->next = buy;

答案是不能，我们看到如果交换顺序，先将buy赋值给pos->next，那么pos->next的值将会被改变，而我们需要在buy->next中保存原来的pos->next，所以不能调换顺序；

如果你想要换也可以通过创建一个临时变量来存储pos->next的方式实现.例如：


SListNode* cur = pos->next;
pos->next = buy;
buy->next = cur;

(10)单链表在pos位置之前插入

// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	//assert(pphead);
	assert(pos);
	SListNode* buy = BuySListNode(x);
	assert(buy);//判断节点是否开辟成功
	SListNode* psl = *pphead;
	if (psl->next == NULL)//只有一个节点
	{
		buy->next = pos;
		*pphead = buy;
		return;

	}
	while (psl->next != pos)//多个节点
	{
		psl = psl->next;
	}
	buy->next = pos;
	psl->next = buy;
}

（11）单链表删除pos位置的节点

// 删除pos位置
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	SListNode* psl = *pphead;
	if (psl->next == NULL)//只有一个节点，类似于头删
	{
		free(pos);
		pos = NULL;
		*pphead = NULL;
		return;
	}
	while (psl->next != pos)//多个节点
	{
		psl = psl->next;
	}
	//此时psl->next = pos;
	psl->next = pos->next;将pos位置指向的下一个节点指针赋给psl->next
	free(pos);
	pos = NULL;

}

删除pos位置也要注意有两种情况；

（12）单链表销毁

void SLTDestroy(SListNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	SListNode* psl = *pphead;
	SListNode* psll = *pphead;

	while (psl != NULL)
	{
		free(psll);
		psl = psl->next;
		psll = psl;
	}
	*pphead = NULL;
}

4.运行结果

5.结语

以上就是今天学习的内容了，单链表的实现关键在于理解它的逻辑结构，包括两个变量，一个是指向数据，另一个则指向下一节点的指针，此外，单链表实现还涉及了二级指针的内容以及动态内存函数的内容，涉及的代码知识更为广泛，但是只要抓住了关键点就会发现每个函数的中心思想都是不变的，好了以上就是今天学习的内容啦，有什么问题欢迎大家在评论区指出或者私信我哦~