欢迎来到 Claffic 的博客 💞💞💞
“仅仅活着是不够的,还需要有阳光,自由和花的芬芳。”
前言:
在日常使用的网站和软件中,列表属于最常见的一种东西了,其实现形式有顺序表,链表等,主要功能有增删查改,那么链表具体是什么,如何实现?这篇博客为你解答。
注:
这篇博客属于数据结构内容,建议学习完C语言的小伙伴食用~
目录
🥰Part1: 何为链表
1.链表的概念
2.链表的结构
💗Part2: 链表的实现
1.开工准备
1.1创建项目
1.2建立结点
1.3动态申请结点
2.相关功能实现
2.1打印链表
2.2尾部插入
2.3头部插入
2.4尾部删除
2.5头部删除
2.6查找位置
2.7在pos位置之后插入
2.8删除pos之后的值
2.9pos之前插入
2.10删除pos结点
Part1: 何为链表
1.链表的概念
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 。
简单理解下这个概念,就是一个存储单元中有 存储的数据 和 下一个存储单元的地址 ,经过这个存储单元可利用地址找到下一个存储单元。
下面讲到结构就会更加明白:
2.链表的结构
一个简单链表的逻辑图
注意:
• 链式结构在逻辑上连续,在物理上不一定连续(存储的地址不连续);
• 现实中的结点一般是从堆上申请出来的;
• 从堆上申请的空间,按照一定策略分配,两次申请的空间不一定连续。
Part2: 链表的实现
1.开工准备
1.1创建项目
按照惯例,在 Single linked list 解决方案中创建三个项:
SList.h:头文件,声明所有函数;
SList.c:源文件,实现各函数;
test.c: 源文件,主函数所在项,可调用各函数。
1.2建立结点
这里创建一个结点的结构体,包含要储存的数据和下一个结点的地址:
typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
SLTDateType data;
struct SListNode* next;//指向结构体的指针,可通过它找到下一个结构体
}SLTNode;//将此结点简易命名,方便引用
1.3动态申请结点
关于为什么要动态申请:
动态申请按需分配内存,既不会空间多余,也不会浪费。
SLTNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
//动态申请
SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc failed");
return;
}
//初始化
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
注意动态申请后要进行判断和初始化。
2.相关功能实现
2.1打印链表
我们打印的是一个结点中的数据;
void SListPrint(SLTNode* phead)
{
SLTNode* cur = phead;
while (cur)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next;//地址不一定连续,不可++;
}
printf("NULL\n");
}
这里值得注意的是 遍历过程中是如何前进的:
因为地址不一定连续,所以要进行赋值,不可直接++,这一点很重要
2.2尾部插入
尾部插入,在申请一个新的结点后,要做的最重要的一点就是 末端节点 中的 结构体指针 要指向 新的结点
尾部插入有两种情况:
• phead 为NULL;
• phead 不为NULL。
我们一个个分析:
第一种情况 比较简单,phead 为空
要让 phead 指向 newnode 指向的结点 ,直接赋值即可
*pphead = newnode;//pphead 是指向 phead 的指针,后面会讲利用二级指针的原因
第二种情况 就比较复杂,
因为要实现上下的链接
再寻找一个 tail 用来遍历整个链表,遇到 NULL 时停止。
void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
}
else
{
//查找尾部
SLTNode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
tail->next = newnode;//改变的是结构体成员,用结构体的指针当然可以
}
}
需要注意的是
形参的改变不影响实参,需要通过二级指针来改变 phead.
如要改变 int* ,就需要通过 int** 来改变。
2.3头部插入
头部插入,包括前后两个方向的链接:一是 phead 要指向新的结点 ,二是 新结点中的结构体指针 指向原链表的第一个结点
我是图示
void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
2.4尾部删除
我的思路是找到倒数第二个结点,但还有只有一个结点的情况。
当只有一个结点时,不用查找,直接释放并置空该节点;
当有多个结点时,先找到倒数第二个结点,将该节点的下一个结点释放并置空即可。
void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead);
if ((*pphead)->next == NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
SLTNode* tail = *pphead;
while (tail->next->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
free(tail->next);
tail->next = NULL;
}
}
2.5头部删除
要头部删除,令 phead 指向第二个结点后释放第一个结点即可。
void SListPopFront(SLTNode** pphead)
{
assert(pphead);
SLTNode* first = *pphead;
*pphead = first->next;
free(first);
first = NULL;
}
2.6查找位置
查找特定数值所在的位置,思路是通过头指针遍历,最多遍历一遍链表
SLTNode* SListFind(SLTNode* plist, SLTDataType x)
{
SLTNode* cur = plist;
while (cur)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return cur;
}
最后返回的是 结构体指针 ,也就是数值所在结构体的地址。
2.7在pos位置之后插入
在创建 newnode 之后,改变指针指向即可
我是图示
void SListInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pos);
SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
注意:要先改变 newnode.next 的值,再改变 pos.next 的值,否则会被覆盖。
2.8删除pos之后的值
可以先找到要删除的结点,也就是pos的下一个结点,再将该节点释放置空
我是图示
void SListEraseAfter(SLTNode* pos)
{
assert(pos);
assert(pos->next);
SLTNode* del = pos->next;
pos = del->next;
free(del);
del = NULL;
}
2.9pos之前插入
如果pos指向第一个结点,就相当于前插
其他情况下,需要找到pos的前一个,再进行修改。
我是图示
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
if (pos == *pphead)
{
SListPushFront(pphead, x);
}
else
{
//查找pos前一个
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
prev->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
2.10删除pos结点
寻找pos的前一个,修改其指向,pos释放置空即可
我是图示
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
assert(pphead);
assert(*pphead);
assert(pos);
//查找pos前一个
SLTNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
代码已上传至我的 gitee,
拿走不谢~
总结:
这篇博客介绍了最简单的链表 -- 单链表的概念和结构,并进行了相关功能的实现,第一次接触可能会难很消化,建议充分理解结构后进行实现呐~
码文不易
如果你觉得这篇文章还不错并且对你有帮助,不妨支持一波哦 💗💗💗