C语言——链表专题

news2024/11/17 18:41:13

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前言

通过这些之前的博客：

数据结构——顺表表专题
数据结构——实现通讯录
数据结构——经典链表OJ
数据结构——经典链表OJ(二)

相信我们对链表已经有了一个模糊了认识，这篇博客将详细为你解释数据结构——链表的“身世”

文章目录

前言
1.链表概念
2.链表结构
3.链表的打印
4.链表的分类
5.双向链表的结构
6.两者区别
完结

1.链表概念

链表是一种物理储存结构上非连续、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。
类似于火车车厢，可随时增加或者减少，并且不会影响其他车厢，每一个车厢都独立存在，那要顺利通过每一节车厢，就需要我们拥有下一节车厢的钥匙。
在这里插入图片描述
那么每节车厢里只存放了🔑吗？当然不是，那样的话，链表的意义在何处体现呢？

这样的“车厢”看起来可能有点草率，那么我们继续将链表变得更加直观，更加贴近我们程序员。

2.链表结构

在这里插入图片描述
与之前顺序表不同的是，链表里的每节“车厢”都是独立申请下来的空间，我们称为**”节点“**
显而易见，每一个节点的主要组成有两个部分：当前节点要保存的数据和保存下⼀个节点的地址（指针变量）
图中指针变量 plist 保存的是第⼀个节点的地址，我们称plist此时“指向”第⼀个节点，如果我们希望 plist“指向”第⼆个节点时，只需要修改plist保存的内容为0x0012FFA0。

指针变量的作用？

链表中每个节点都是独⽴申请的（即需要插⼊数据时才去申请⼀块节点的空间），我们需要通过指针
变量来保存下⼀个节点位置才能从当前节点找到下⼀个节点。（注意：最后一个节点的”钥匙“为NULL）

3.链表的打印

结合前面结构体的知识，在给定的链表结构中，如何实现节点从头到尾的打印？
代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
typedef struct node {
    int data;
    struct node *next;
} Node;
 
void printList(Node *head) {
    Node *current = head;//从头节点开始
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
        //每次打印完一个节点，指针都指向下一个节点的地址
    }
    printf("\n");
}
 
int main() {
    Node *head = NULL;//头节点为空
    Node *second = NULL;
    Node *third = NULL;
 
    head = (Node*)malloc(sizeof(Node));//申请空间
    second = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    third = (Node*)malloc(sizeof(Node));
 
    head->data = 1;//保存数据
    head->next = second;//保存下一个节点的地址
 
    second->data = 2;
    second->next = third;
 
    third->data = 3;
    third->next = NULL;
 
    printList(head);//打印链表
 
    return 0;
}

注意：
1、链式机构在逻辑上是连续的，在物理结构上不⼀定连续
2、节点⼀般是从堆上申请的
3、从堆上申请来的空间，是按照⼀定策略分配出来的，每次申请的空间可能连续，可能不连续

4.链表的分类

链表的结构有很多种，代表不同的算法。
在这里插入图片描述
4.1单向或双向

在这里插入图片描述
4.2带头或者不带头

4.3循环或者不循环

虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常⽤还是两种结构：单链表 和双向带头循环链表

其他的链表我们后续到数据结构部分就会接触到，这里先不提。

5.双向链表的结构

带头双向循环链表
在这里插入图片描述

注意：这里的“带头“和前面单链表所说的”头节点“是两个概念，带头链表里的头节点实际是”哨兵位“，哨兵节点不储存任何有效元素。

”哨兵位“的意义：遍历循环链表避免出现死循环。

6.两者区别

不同点	顺序表	链表（）单链表
存储空间上	物理上连续	逻辑上连续
随机访问	支持	不支持
插入或删除元素	可能要搬移元素，效率低	只需要修改指针指向
插入	空间不够需要扩容	没有容量概念
应用场景	元素高效储存，访问频繁	任意位置修改