存储结构
将线性表中的各元素分布在存储器的不同存储块,称为结点。
结点的data域存放数据元素ai,而next域是一个指针,指向ai的直接后继ai+1所在的结点。
如果要删除a1,只要修改a1前手元素指针的指向即可。
例如:需要找到带头节点(例如:下图的赵)
节点类型描述
typedef int data_t;
typedef struct node
{
data_t data; //结点的数据域
struct node* next; //结点的后继指针域
}listnode,*linknode;
注意:
- 若说明:
listnode A;
linknode p = &A;
- 设p是指向链表中结点ai:
获取ai,写作: p -> data;
获取ai+1,写作:p -> next ->data;
若指针p的值为NULL,则它不指向任何结点, 此时取p->data或p->next是错误的。
基本运算的相关算法
建立单链表
依次读入表L=(a0,.....,an-1)中每一元素ai(假设为整型),若ai≠结束符(-1),则为ai创建一结点,然后插入表尾,最后返回链表的头结点指针H。
目的:逻辑相邻的,在物理上利用指针达成相邻的结果。
链表的结构是动态形成的,即算法运行前,表结构是不存在的。
整体思路:
1.申请内存
2.赋初值
3.返回头结点的地址
linklist list_create()
{
linklist H = malloc(sizeof(listnode));
if (H == NULL)
{
printf("malloc failed!\n");
}
H->data = 0;
H->next = NULL;
return H;
}
尾部插入
整体思路:
1.建立一个新结点,申请malloc
2.赋值
3.找到尾结点(最后一个节点最大的特征就是,它只有数据域内有信息,指针域里面是空。)
4.尾部插入
来源:数据结构:图文详解单链表的各种操作(头插法,尾插法,任意位置插入,删除节点,查询节点,求链表的长度,清空链表)_单链表的插入-CSDN博客
int list_tail_insert(linklist H, data_t value)
{
linklist p;
linklist q;
if (H == NULL)
{
return -1;
}
p = malloc(sizeof(listnode));
if(p == NULL)
{
printf("malloc failed!\n");
return -1;
}
p->data = value;
p->next = NULL;
q = H;
while (q->next != NULL)
{
q = q->next;
}
q->next = p;//把新结点的地址存到尾结点的位置
return 0;
}
链表遍历
int list_show(linklist H)
{
linklist p;
if (H == NULL)
{
return -1;
}
p = H;
while (p->next != NULL)
{
printf("%d ", p->next->data);//注意:跳过了第一个结点
p = p->next;
}
puts('\n');
return 0;
}
链表插入
即实现InsertLinklist(h, x, i,)。将x插入表中结点ai之前的情况。
算法思路:调用算法GetLinklist(h, i-1),获取结点ai-1的指针p(ai 之前驱),然后申请一个q结点,存入x,并将其插入p指向的结点之后。
注意:这里先后顺序的逻辑来源于查找函数(序号查找)的逻辑。
int list_insert(linklist H, data_t value, int pos)
{
linklist q = malloc(sizeof(listnode));
if (q == NULL)
{
return -1;
}
q->data = value;
q->next= NULL;
linklist p = list_get(H, pos-1);/*因为跳过了第一个结点所以pos-1等于*/
if (p == NULL)
{
return -1;
}
q->next = p->next;
p->next = q;
linklist k = list_get(H, pos);
q->next = k->next;
return 0;
}
链表删除
即实现DeleteLinklist(h, i)。
第一步,我们直接更改要删除节点的前面节点的指针域,让它指向要删除的节点后的节点。
第二步,我们将要删除的节点的指针域置为空。
int list_delete(linklist H, int pos)
{
if (H == NULL)
{
return -1;
}
linklist p = list_get(H, pos-1);
linklist q;
if (p->next == NULL)
/*前驱就是最后一个没法删除了*/
{
return -1;
}
q = p->next;
p->next = q->next;
free(q);
q = NULL;
return 0;
}
链表释放
重新定义一个指针q,保存p指向节点的地址,然后p后移保存下一个节点的地址,然后释放q对应的节点,以此类推,直到p为NULL为止。
注意:p、q属于同一结点,不能先释放空间再让p后移。
注意:程序示范中,H应赋值为NULL,否则在链表释放后仍可以对链表进行操作。
来源:链表基础知识详解(非常详细简单易懂)-CSDN博客
linklist list_free(linklist H)
{
linklist p = H;
if (H == NULL)
return NULL;
printf("free\n");
while (H != NULL)
{
p = H;
H = H->next;
free(p);
p = NULL;
}
/*如何使H为NULL*/
//H = NULL;/*error:H是形参,对H赋值没有意义。*/
puts("\n");
return NULL;
}
链表查找
1)按序号查找:实现GetLinklist(h, i)运算。
算法思路:从链表的a0起,判断是否为第i结点,若是则返回该结点的指针,否则查找下一结点,依次类推。
linklist list_get(linklist H, int pos)
{
if (H == NULL)
{
return NULL;
}
if (pos == -1)
//规定了-1位 = H
{
return H;
}
linklist p;
p = H;
int i = -1;
while (i < pos)
{
p = p->next;
if (p == NULL)
//说明pos超过了链表的范围
{
return NULL;
}
i++;
}
return p;
}
2)按值查找(定位) : 即实现Locate(h, x)。
算法思路:从链表结点a0起,依次判断某结点是否等于x,若是,则返回该结点的地址,若不是,则查找下一结点a1,依次类推。若表中不存在x,则返回NULL。
链表复杂操作的实现
链表的倒置
算法思路:依次取原链表中各结点,将其作为新链表首结点插入H结点之后。
【算法】反转链表的四种方法(C语言)_链表反转-CSDN博客
int list_reverse(linklist H)
{
linklist p;
linklist q;
if (H == NULL)
{
return -1;
}
if (H->next == NULL||H->next->next==NULL)/*空表 or 只有一个节点*/
{
return -1;
}
/*从第0个元素开始,把链表一分为二。例如:0 1 2 3 4 -》(0 1)(2 3 4)*/
p = H -> next -> next;
H -> next -> next = NULL;
/*p负责移动指针,q负责把第二个链表-1位插入第一个链表第0位*/
while (p != NULL)
{
q = p;
p = p->next;
q->next = H->next;
H->next = q;
}
return 0;
}
相邻之和求最大值
求链表中相邻两结点data值之和为最大的第一结点的指针。
算法思路:设p,q 分别为链表中相邻两结点指针,求p->data+q->data为最大的那一组值,返回其相应的指针p即可。
linklist list_adjmax(linklist H)
{
/*保证节点个数>2,小于2没有任何意义*/
if (H -> next ->next->next == NULL)
{
return NULL;
}
linklist p;
linklist q;
linklist key = NULL;
p = H->next;
q = H->next->next;
while (q != NULL)
{
int max = 0;
if ((p->data + q->data) > max)
{
max = p->data + q->data;
key = p;
}
p = p->next;
q = q->next;
}
return key;
}
有序链表的合并
设两单链表A、B按data值(设为整型)递增有序,将表A和B合并成一表A,且表A也按data值递增有序。
算法思路:设指针p、q分别指向表A和B中的结点,若p->data ≤q->data则p结点进入结果表,否则q结点进入结果表。