数据结构第三讲：单链表的实现
- 1.什么是单链表
- 2. 节点
- 3.单链表的实现
- 3.1节点的结构
- 3.2打印单链表
- 3.3申请一个新节点
- 3.4单链表尾部插入
- 3.5单链表头部插入
- 3.6单链表的尾部删除
- 3.7单链表头部删除
- 3.8查找
- 3.9在指定位置之前插入数据
- 3.10在指定位置之后插入数据
- 3.11删除pos节点
- 3.12删除pos之后的节点
- 3.13销毁链表
1.什么是单链表
单链表也是顺序表的一种，它在逻辑结构上是连续的，在物理结构上不一定是连续的
就像是火车一样，有一个火车头、很多节车厢，每相邻的车厢会通过钩子进行链接，单链表中，一节一节的车厢被成为是一个一个的节点，就像这样：
2. 节点
那么每一个节点到底是怎么样来链接的呢？其实每一个节点中只存储两个数据：需要存储的数据和指向下一个节点的指针，这样通过指针就能够找到下一个节点了
3.单链表的实现
3.1节点的结构
节点只需要存储两个内容，所以实现起来也会比较轻松：
typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
//存储数据
SLTDateType date;
//存储框架
struct SListNode* next;
}SLTNode;
3.2打印单链表
我们先使用节点结构体自行创建一些节点，然后自行将节点链接起来，如下：
//通过动态内存分配创建节点
SLTNode* node1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
node1->date = 1;
SLTNode* node2 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
node2->date = 2;
SLTNode* node3 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
node3->date = 3;
SLTNode* node4 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
node4->date = 4;
SLTNode* node5 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
node5->date = 5;
node1->next = node2;
node2->next = node3;
node3->next = node4;
node4->next = node5;
node5->next = NULL;
然后我们实现一下链表的打印功能：
打印我们使用一个while循环即可，因为链表最后一个节点指向的空间为NULL，所以我们可以以此为一个突破点，作为循环的终止条件，实现如下：
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
//对于打印，使用一个循环即可
SLTNode* pcur = phead;
while (pcur)
{
printf("%d->", pcur->date);
pcur = pcur->next;
}
printf("NULL\n");
}
3.3申请一个新节点
上述我们自行申请的一个新节点太过于费事费力了，我们应该试着写一个函数，让函数来帮我们申请空间，实现起来也不困难：
//申请一个新节点
SLTNode* SLBuyNode(SLTDateType x)
{
SLTNode* node = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
if (node == NULL)
{
perror("malloc faile!");
exit(1);
}
node->date = x;
node->next = NULL;
return node;
}
3.4单链表尾部插入
看图：
我们只需要找到链表的末端，将最后一个节点中的地址指向新的节点，然后将新的节点中的指针指向NULL即可：
//单链表尾部插入
//注意：这里要使用二级指针，因为如果链表中没有节点时，我们要改变头指针的值，让它指向第一个节点的地址
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
//对于插入，首先都要先创建一个节点，才能够实现插入
SLTNode* newnode = SLBuyNode(x);
//插入方法
//1.找到最后一个节点
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
}
else
{
SLTNode* pcur = *pphead;
while (pcur->next)
{
pcur = pcur->next;
}
pcur->next = newnode;
}
}
3.5单链表头部插入
只需要将刚开辟节点中的指针指向原来的头节点地址，并改变头节点的指向即可：
//单链表头部插入
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
SLTNode* newnode = SLBuyNode(x);
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
3.6单链表的尾部删除
只需要将最后一个节点的空间释放掉，然后将释放后的最后一个节点中的指针指向NULL即可，需要注意的是：这里需要找到释放位置前的节点，当只存在一个节点时，最后一个节点前的空间是不能够进行访问的，这里需要单独讨论：
//单链表尾部删除
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead && *pphead);
//将只有一个节点的情况单独讨论
if ((*pphead)->next == NULL)//这里要注意:->的优先级要大于* 所以要将*pphead加上小括号
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
//先找到最后一个数据的前一个数据
SLTNode* pcur = *pphead;
SLTNode* prev = NULL;
while (pcur->next)
{
prev = pcur;
pcur = pcur->next;
}
prev->next = NULL;
free(pcur);
pcur = NULL;
}
}
3.7单链表头部删除
头部删除相对简单，只需要释放空间，然后改变头指针的位置即可：
//单链表头部删除
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead && *pphead);
SLTNode* prev = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = prev;
}
3.8查找
查找查找的是数据所在的位置，返回的是节点的地址：
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDateType x)
{
assert(phead);
SLTNode* pcur = phead;
while (pcur)
{
if (pcur->date == x)
{
return pcur;
}
pcur = pcur->next;
}
return NULL;
}
3.9在指定位置之前插入数据
在指定位置之前插入数据，需要找到指定位置前的那个节点，这里还需要单独讨论，因为当只存在一个节点时，前面的空间是无法访问的，和上边一样，然后我们只需要改变节点中指针的指向即可
//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead,SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
//当在第一个节点前进行插入时
if (*pphead == pos)
{
SLTPushFront(pphead, x);
}
else
{
//先创建一个节点
SLTNode* newnode = SLBuyNode(x);
SLTNode* pcur = *pphead;
while (pcur->next != pos)
{
pcur = pcur->next;
}
pcur->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
3.10在指定位置之后插入数据
在指定位置之后插入数据，因为已经知道了在哪个位置进行插入，所以我们就能够直接找到下一个节点的地址，直接改变地址指向即可：
//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
assert(pos);
//先创建一个节点
SLTNode* newnode = SLBuyNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
3.11删除pos节点
删除节点，只需要释放空间，改变指针指向即可：
//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
assert(pos);
assert(*pphead && pphead);
if (*pphead == pos)
{
SLTPopFront(pphead);
}
else
{
SLTNode* pcur = *pphead;
while (pcur->next != pos)
{
pcur = pcur->next;
}
pcur->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
}
3.12删除pos之后的节点
释放空间，改变指向：
//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
assert(pos && pos->next);
pos->next = pos->next->next;
free(pos->next);
pos->next = NULL;
}
3.13销毁链表
使用循环销毁即可：
//销毁链表
void SListDestory(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead && *pphead);
SLTNode* prew = *pphead;
while (prew)
{
SLTNode* pcur = prew->next;
free(prew);
prew = pcur;
}
*pphead = NULL;
}
