单链表详解（如何实现单链表）

news2024/11/16 22:45:16

文章目录

前言

一、单链表是什么？
二、单链表的实现
总结

顺序表的缺点

1.中间/头部的插入删除，时间复杂度为O (N)
2.realloc 扩容（特别是异地扩，需要申请新空间，拷贝数据，释放旧空间）会有不小的消耗。
3.增容一般是呈2倍的增长，势必会有一定的空间浪费。例如当前容量为100，满了以后增容到200，我们再继续插入了5个数据，后面没有数据插入了，那么就浪费了95个数据空间。

针对顺序表的缺点，设计了链表

一、单链表是什么？

链表是数据结构之一，其中的数据呈线性排列。在链表中，数据的添加和删除都较为方便，就是访问比较耗费时间。

1.2结构

typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;
	struct SListNode* next;

}SLTNode;

这就是单链表的经典结构

其实一个链表还分逻辑模型和物理模型

逻辑模型

物理模型

二.单链表的实现（接口函数的实现）

2.1打印

打印只有一个细节就是cur = cur->next，cur是一个结构体指针，可以通过->去访问成员，他的意思就是往下去遍历。

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

2.2检查扩容

和之前的顺序表的思路是一样的，单链表也是需要检查扩容的，如果满了就要扩，如果少了就要增。

SLTNode* BuyListNode(SLTDateType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	return newnode;
}

2.3尾插

利用两个指针，先检查扩容，如果是空的就增容，然后先找到尾，然后在把新开辟的内存链接起来就可以了。

void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
	SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		//找到尾节点
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}

		tail->next = newnode;
	}
}

2.4头插

注意要不要传2级指针，只有判断是否使用phead

void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
	SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;

}

2.5尾删

尾删有两个方法，两个指针和单指针

两个指针法

将最后一组元素释放，在将最后一个元素置空，但是一个节点要单独考虑

void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead != NULL);
		if ((*pphead)->next = NULL)
		{
			free(*pphead);
			*pphead = NULL;
		}
		else
		{
			SLTNode* prev = NULL;
			SLTNode* tail = *pphead;
			while (tail->next != NULL)
			{
				prev = tail;
				tail = tail->next;
			}
			free(tail);
			tail = NULL;
			prev->next = NULL;
		}
}

单指针法

void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
    SLTNode*tail=*pphead;	
    assert(*pphead != NULL);
		if ((*pphead)->next = NULL)
		{
			free(*pphead);
			*pphead = NULL;
		}
   while(tail->next->next!=NULL)
  {
        tail=tail->next;
}
          free(tail->next);
      tail->next=NULL;
}

2.6头删

保存下一节点next，删除头节，点将头节点赋值为next。

void SListPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead != NULL);
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

2.7查找

SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDateType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur != NULL)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		else
		{
			cur = cur->next;
		}
	}
	return NULL;
}

2.8在pos位置之前去插入一个节点

先要找到他的位置，找到pos之前的位置

void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
	SLTNode* newnode = BuyListNode(x);
	if (*pphead == pos)
	{
		newnode->next = *pphead;
		*pphead = newnode;
	}
	else//找到pos之前的位置
	{
		SLTNode* posprev = *pphead;
		while (posprev->next != pos)
		{
			posprev = posprev->next;
		}
		posprev->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}

2.8在pos位置之后去插入一个节点

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SListData x)
{
	assert(pos);
	SListNode* newnode = BuyListNode(x);
	SListNode* next = pos->next;
	pos->next = newnode;
	pos->next->next = next;
}

2.9在pos位置去删去一个结点（头要特殊处理）

void SListInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SListData x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	if (pos == *pphead) 
	{
		*pphead=pos->next;
         free(pos);
	}
	else
	{
		SListNode* pre = *pphead;//找到前一个
		while (pre->next != pos)	
		{
			pre = pre->next;
		}
		pre->next = pos->next;//前一个指向后一个
		free(pos);
	}
}

3.0销毁，还原

void SListDestory(SLTNode**pphead)
{
       SLTNode*cur=*pphead;
      while(cur!=NULL)
{
     SLTNode*next=cur->next;
     free(cur);
      cur=next;
}
      *pphead=NULL;
}