链表详解(一)

news2024/11/23 15:53:10

目录

  • 顺序表的问题及思考
  • 链表
    • 链表的概念及结构
    • 链表的分类
    • 单链表的实现
    • 链表功能实现
      • 遍历链表void SLTprint(SLNode* phead)
        • 代码
      • 创造新节点SLNode* CreateNode(SLNDataType x)
        • 代码

顺序表的问题及思考

中间/头部的插入删除,时间复杂度为O(N),效率低,但是尾部插入效率可以

增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧空间,且增容一般是呈2倍的增长,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。

链表

链表的概念及结构

概念: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

在这里插入图片描述
由于链表不像顺序表一样要求连续,所以我们需要一种方式来管理这些数据(因为空间不一定是连续,如果不管理的话可能就找不到数据)

这种方式就是我们需要找到最开始的一块空间,然后那块空间会告诉你下一块空间的地址在哪,只有这样你才能够找到链表中的所有数据

而满足这种方式只有是通过结构体实现,结构中包含了我们想要的数据,以及下一块空间的地址

当我们所有的数据都查找完后,我们需要有人提醒我们已经找到尽头了,所以在查找完最后一块空间时,那块空间记录的下一块空间地址为空指针,也就是告诉你不需要再往后查找

链表的分类

实际中链表的结构非常多样,以下情况组合起来就有8种链表结构:
单向或者双向
带头或者不带头
循环或者非循环

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:

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。

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

单链表的实现

typedef int SLNDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLNDataType val;
	struct SListNode *next;
}SLNode;

这段代码是一个结构体里装这一个数据val和一个结构体指针next(next就是为了告诉你下一块空间的地址而存在的)

很多人可能有疑惑,认为结构体还没有实现完,为什么里面就可以包含一个结构体的指针

其实结构体的指针也是指针,结构体只要定义了,知道结构体的名称就可以实现内部包含一个结构体指针

如果我们把struct SListNode* next的*去掉,就会报错
在这里插入图片描述
此外这里有一个问题,如何计算上面链表中一个节点所占用内存的空间,这就涉及到结构占用内存的计算,在我之前的文章中有讲过

链表功能实现

遍历链表void SLTprint(SLNode* phead)

在这里插入图片描述
phead为第一块空间的地址,cur是为了避免在使用链表时phead会被使用者改变,导致我们找不到第一块空间地址的指针

代码
void SLTprint(SLNode* phead)
{
		SLNode* cur = phead;
		while (cur != NULL)
		{
			printf("%d-> ", cur->val);
			cur = cur->next;
		}
		printf("NULL\n");
}

cur=cur->next是让cur去遍历链表,也就是cur指向cur的下一块节点的地址

当cur指向空时就意味着cur已经遍历完整个链表,所以直接跳出循环
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创造新节点SLNode* CreateNode(SLNDataType x)

因为对于链表创建节点是非常常见的一种操作,所以我们单独拿出来写成一个函数

代码
SLNode* CreateNode(SLNDataType x)
{
	SLNode* newnode = (SLNode*)malloc(sizeof(SLNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

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