(1)链表数据结构:
概念:
将列表中相互连接的节点不连续的存储在内存中。与数据不同,我们无法再恒定时间内访问任何元组,如果遍历所有则花费时间与元素总数n成正比。插入和删除1个元素的时间复杂度都是O(n)。链表中每个块成为一个节点,每个节点有两个字段,一个存储数据,另一个存储下一个节点的地址(链接字段)。
特点:
(1) 每个节点由2个字段构成,1个存储数据,另1个存储下一个节点的地址。
(2) 下一个节点的名称与上一个节点的link一致。
(3)存整数型的数组(array)占4字节,而链表因存储地址故所需8字节。对于大量数据,链表比数组所需的内存要小,原因是数组要预留很多空的内存空间。
(2)C语言中表述
(1)逻辑代码——插入第1个节点
typedef struct Node {
int data; // 用于存储数据
struct Node* link; // 指向下一个节点的指针,仅仅是指针,不包含数据
} Node;
//(1) 创建指针
Node* A; //声明指向节点的指针 A
A = NULL; //最初列表为空,指针 A 不指向任何位置
//(2) 插入节点。用malloc函数创建内存块,参数是内存块所需字节数
Node* temp = (Node*)malloc(sizeof(Node));
//说明:malloc返回void指针,该指针为我们提供分配的内存块地址
//说明:我们把它保存在名为temp的变量里,最后需要类型转换(由于返回void指针)
//(4) 把数据写入该节点,并调整链接。
#if 0
(*temp).data = 2;
//说明:向 A 写入地址,以及调整新创建节点的链接字段。为此必须解引用指针(也就是刚创建的变量temp)。
//说明:变量前加"*"可解引用并可以修改地址的值(也就是内容)。
(*temp).link = NULL;
//说明:我们这个临时变量temp指向这个节点,此时这个节点是第一个也是最后一个节点,所以链接不是是NULL
#else
temp->data = 2;
temp->link = NULL;
#endif
A = temp;
//说明:把新创建节点的地址写入 A
//说明:temp事实用来暂时存储节点地址,一旦链接调整完成,temp就可用于其他目的
//A和temp都是指针,都是指向malloc分配的这个内存地址,只是temp是临时变量。
(2)逻辑代码——遍历后再链表最后插入第1个节点
typedef struct Node {
int data;
struct Node* link;
} Node;
//(1) 创建指针
Node* A;
A = NULL;
//(2) 构建第1个节点,并写入数据和地址
Node* temp = (Node*)malloc(sizeof(Node));
temp->data = 2;
temp->link = NULL;
//(3)把新节点的地址写入原本为NULL的此前尾节点的link
A = temp;
//(4)遍历节点地址后,插入新节点
Node* temp1 = A;
while(temp1->link != NULL){ //用最后一个节点地址为空,作为判断
temp1 = temp1->link;
}
//(5)创建新节点,并在新节点内写入数据
Node* newtemp = (Node*)malloc(sizeof(Node));
newtemp->link = NULL;
newtemp->data = 3;
//(6)把新节点的地址写入原本为NULL的此前尾节点的link
temp1->link = newtemp;
(3)逻辑代码——从头部开始插节点
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node{
int data;
struct Node* next;
}Node;
struct Node* head; //声明Node*类型的一个结构体指针为head
void Insert(int x){
Node* temp = (Node*)malloc(sizeof(Node)); //分配一个新内存,并把地址赋给temp
temp->data = x; //解指针后改写在结构内data
//以下两行的数据不能错,一定是先连接后面的节点,然后才是前面的节点
temp->next = head; //就是把原本头节点的地址先写入解指针*temp的next里
head = temp; //把新的头节点地址赋值给head(这条把2种可能性都考虑:1. head != NULL,2. head ==NULL)
}
void Print(){
Node* temp = head;
printf("List is: ");
while(temp != NULL){
printf(" %d", temp->data); //遍历地址
temp = temp->next; //输出数据
}
printf("\n");
}
int main(){
head = NULL;
printf("How many number?\n");
int n, i, x;
scanf("%d", &n);
for(i = 0; i < n; i++){
printf("Enter the number");
scanf("%d", &x);
Insert(x);
Print();
}
}
(4)逻辑代码——从任意位置插入节点(旧地址先传递,新地址后连接)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node{
int data;
struct Node* next;
}Node;
struct Node* head;
void Insert(int data, int n){
Node* temp1 = (Node*)malloc(sizeof(struct Node));
temp1->data = data;
temp1->next = NULL;
if(n == 1){
temp1->next = head;
head = temp1;
return;
}
Node* temp2 = head;
for(int i = 0; i< n-2;i++){
temp2 = temp2->next;
}
temp1->next = temp2->next;
temp2->next = temp1;
}
void Print(){
Node* temp = head;
while(temp != NULL){
printf("%d ", temp->data);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
int main(){
head = NULL;
Insert(2,1); //List: 2
Insert(3,2); //List: 2,3
Insert(4,1); //List: 4,2,3
Insert(5,2); //List: 4,5,2,3
Print();
}
(3)备注:
(1)int *p = &a的含义就是 p存储了 &a,然后p的类型是 int*
(2)每次函数执行完成时,所有局部变量都会从栈内存释放。
(5)逻辑代码——从任意位置删除节点(到n-2跳到n)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node{
int data;
struct Node* next;
}Node;
struct Node* head; //global
void Insert(int data)
{
Node* temp = (Node*)malloc(sizeof(Node)); //分配一个新内存,并把地址赋给temp
temp->data = data; //解指针后改写在结构内data
//以下两行的数据不能错,一定是先连接后面的节点,然后才是前面的节点
temp->next = head; //就是把原本头节点的地址先写入解指针*temp的next里
head = temp; //把新的头节点地址赋值给head(这条把2种可能性都考虑:1. head != NULL,2. head ==NULL)
}
void Print(){
Node* temp = head;
printf("List is: ");
while(temp != NULL){
printf(" %d", temp->data); //遍历地址
temp = temp->next; //输出数据
}
printf("\n");
}
void Delete(int n)//Delete node at position n
{
struct Node* temp1 = head;
if(n == 1){
head = temp1->next;
free(temp1);
return; //防止进行下面的
}
int i;
for (i = 0; i< n-2; i++){
temp1 = temp1->next;
}
struct Node* temp2 = temp1->next;
temp1->next = temp2->next;
free(temp2);
}
int main(){
head = NULL;
Insert(2);
Insert(4);
Insert(6);
Insert(5);//List: 2,4,6,5
Print();
int n;
printf("Enter a position");
scanf("%d", &n);
Delete(n);
Print();
}
(6)逻辑代码——逆转链表
截图参考来自,很好的视频