[一篇读懂]C语言十讲：单链表的新建、查找
- 1. 与408关联解析及本节内容介绍
- 1 与408关联解析
- 2 本节内容介绍
- 2. 头插法新建链表实战
- 3. 尾插法新建链表实战
- 4. 按位置查找及按值查找实战
- 5. 往第i个位置插入元素实战
- 6. 链表的调试方法
- 总结
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
1. 与408关联解析及本节内容介绍
1 与408关联解析
【2019年单链表】
41.(13分)设线性表
L
=
(
a
1
,
a
2
,
a
3
,
…
,
a
n
−
2
,
a
n
−
1
,
a
n
)
L=(a_1,a_2 ,a_3,…,a_{n-2},a_{n-1},a_n)
L=(a1,a2,a3,…,an−2,an−1,an)采用带头结点的单链表保存，链表中的结点定义如下：
typedef struct node {
int data;
struct node* next;
}NODE;
请设计一个空间复杂度为O(1)且时间上尽可能高效的算法，重新排列L中的各结点，得到线性表
L
=
(
a
1
,
a
n
,
a
3
,
a
n
−
1
,
a
3
,
a
n
−
2
,
…
)
L=(a_1,a_n ,a_3,a_{n-1},a_3,a_{n-2},…)
L=(a1,an,a3,an−1,a3,an−2,…)。要求：
（1）给出算法的基本设计思想。
（2）根据设计思想，采用C或C++语言描述算法，关键之处给出注释。
（3）说明你所设计的算法的时间复杂度。
2 本节内容介绍
本节分为五小节讲解。
第一小节是针对头插法新建链表进行实战
第二小节是针对尾插法新建链表进行实战
第三小节是链表按位置查找及按值查找实战
第四小节是往第i个位置插入元素实战
第五小节是链表的调试方法解析
2. 头插法新建链表实战
- 一切数据结构 - 增删查改
上一讲介绍了链表的新增、删除、查找的原理。
- 头插法新建链表流程图：
画流程图很关键。
使用头插法来新建链表：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElemType; //写分号
typedef struct LNode
{
ElemType data; //数据域
struct LNode* next;
}LNode,*LinkList;
//输入3，4，5，6，7，9999
void list_head_insert(LNode*& L)//LNode*是结构体指针 等价于 LinkList(常用)
{
//申请头结点空间，头指针指向头结点
L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//不能写LinkList和LNode* - 结构体指针 - 大小8个字节
L->next = NULL;//头结点的next为NULL - 第一次读取时s->next = L->next =NULL
//第一个结点
ElemType x;//第一个结点的数据
scanf("%d", &x);
LNode *s;//指针s指向第一个结点
//s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
//s->data = x;//x存放到数据域中
//s->next = NULL;//第一个结点最后会成为最后一个结点 - next指针应该为NULL
//L->next = s;//头结点的next，就指向了第一个结点
while (x != 9999)//输入9999代表输入结束 - 不想把9999存入链表
{
//scanf("%d", &x);
s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
s->data = x;
//头插法，把插入的元素插到第一个位置
s->next = L->next;//s的next指向原本链表的第一个结点
L->next = s;//头结点的next指向新结点
scanf("%d", &x);//读取放在最后，读到结束的9999时就不会存入链表
}
}
void print_list(LinkList L)
{
L = L->next;
while (L != NULL)
{
printf("%3d", L->data);
L = L->next;
}
printf("\n");
}
//头插法新建链表
int main()
{
LinkList L; //L是链表头指针，是结构体指针类型 - 大小8个字节
list_head_insert(L); //输入数据可以为3 4 5 6 7 9999，头插法新建链表
print_list(L); //链表打印
return 0;
}
3. 尾插法新建链表实战
- 尾插法新建链表流程图：
使用尾插法来新建链表：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElemType; //写分号
typedef struct LNode
{
ElemType data; //数据域
struct LNode* next;
}LNode, * LinkList;
void list_tail_insert(LNode*& L)
{
L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//申请头结点空间，头指针指向头结点
L->next = NULL;//头结点的next为NULL
ElemType x;
scanf("%d", &x);
LNode* s, * r = L;//s用来指向申请的新节点，r始终指向列表尾部
while (x != 9999)
{
s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//为新节点申请空间
s->data = x;
r->next = s;//新节点给尾节点的next指针
r = s;//r要指向新的尾部
scanf("%d", &x);
}
r->next = NULL;//让尾节点的next为NULL
}
void print_list(LinkList L)
{
L = L->next;
while (L != NULL)
{
printf("%3d", L->data);
L = L->next;
}
printf("\n");
}
//尾插法新建链表
int main()
{
LinkList L; //L是链表头指针，是结构体指针类型 - 大小8个字节
list_tail_insert(L);
print_list(L); //链表打印
return 0;
}
4. 按位置查找及按值查找实战
- 按位置查找流程图：
- 查找位置时需要判断位置是否合法。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElemType; //写分号
typedef struct LNode
{
ElemType data; //数据域
struct LNode* next;
}LNode, * LinkList;
void list_tail_insert(LNode*& L)
{
L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//申请头结点空间，头指针指向头结点
L->next = NULL;//头结点的next为NULL
ElemType x;
scanf("%d", &x);
LNode* s, * r = L;//s用来指向申请的新节点，r始终指向列表尾部
while (x != 9999)
{
s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//为新节点申请空间
s->data = x;
r->next = s;//新节点给尾节点的next指针
r = s;//r要指向新的尾部
scanf("%d", &x);
}
r->next = NULL;//让尾节点的next为NULL
}
void print_list(LinkList L)
{
L = L->next;
while (L != NULL)
{
printf("%3d", L->data);
L = L->next;
}
printf("\n");
}
//按位置查找
LinkList GetElem(LinkList L, int SearchPos)
{
int j = 0;
while (L && j < SearchPos)//L!=NULL，地址不为NULL
{
L = L->next;
j++;
}
return L;
}
//按值查找
LinkList LocateElem(LinkList L, ElemType SearchVal)
{
while (L)
{
if (L->data == SearchVal)//如果找到对应的值，返回那个节点的地址
{
return L;
}
L = L->next;
}
return NULL;
}
//尾插法新建链表
int main()
{
LinkList L; //L是链表头指针，是结构体指针类型 - 大小8个字节
list_tail_insert(L);
print_list(L); //链表打印
LinkList search;//用来存储拿到的某一个节点
//按位置查找
search = GetElem(L, 2);
if (search != NULL)
{
printf("Secceeded in searching by serial number\n");
printf("%d\n", search->data);
}
//按值查找
search = LocateElem(L, 6);
if (search != NULL)
{
printf("Secceeded in searching by serial number\n");
printf("%d\n", search->data);
}
return 0;
}
5. 往第i个位置插入元素实战
- 往第i个位置插入元素流程图：
- 如果要从函数调用位置，跳转到函数定义位置，ctrl+鼠标左键点击。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElemType; //写分号
typedef struct LNode
{
ElemType data; //数据域
struct LNode* next;
}LNode, * LinkList;
void list_tail_insert(LNode*& L)
{
L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//申请头结点空间，头指针指向头结点
L->next = NULL;//头结点的next为NULL
ElemType x;
scanf("%d", &x);
LNode* s, * r = L;//s用来指向申请的新节点，r始终指向列表尾部
while (x != 9999)
{
s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//为新节点申请空间
s->data = x;
r->next = s;//新节点给尾节点的next指针
r = s;//r要指向新的尾部
scanf("%d", &x);
}
r->next = NULL;//让尾节点的next为NULL
}
void print_list(LinkList L)
{
L = L->next;
while (L != NULL)
{
printf("%3d", L->data);
L = L->next;
}
printf("\n");
}
//按位置查找
LinkList GetElem(LinkList L, int SearchPos)
{
int j = 0;
if (SearchPos < 0)
{
return NULL;
}
while (L && j < SearchPos)//L!=NULL，地址不为NULL
{
L = L->next;
j++;
}
return L;
}
//按值查找
LinkList LocateElem(LinkList L, ElemType SearchVal)
{
while (L)
{
if (L->data == SearchVal)//如果找到对应的值，返回那个节点的地址
{
return L;
}
L = L->next;
}
return NULL;
}
//i代表插入到第几个位置
bool ListFrontInsert(LinkList L, int i, ElemType InsertVal)
{
LinkList p = GetElem(L, i - 1);
if (NULL == p)
{
return false;
}
LinkList q;
q = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));//为新节点申请空间
q->data = InsertVal;
q->next = p->next;
p->next = q;
return true;
}
//尾插法新建链表
int main()
{
LinkList L; //L是链表头指针，是结构体指针类型 - 大小8个字节
list_tail_insert(L);
print_list(L); //链表打印
LinkList search;//用来存储拿到的某一个节点
bool ret;
ret = ListFrontInsert(L, 2, 99);//新节点插入第i个位置
print_list(L);
return 0;
}
6. 链表的调试方法
- 链表中每一个结点在内存中是不连续的，通过单步调试，在变量窗口，依次点开头指针L，观察每一个结点是否符合自己的预期。
总结
2
- 头插法新建链表流程图：
3
- 尾插法新建链表流程图：
4
- 按位置查找流程图：
5
- 往第i个位置插入元素流程图：
6
- 链表中每一个结点在内存中是不连续的，通过单步调试，在变量窗口，依次点开头指针L，观察每一个结点是否符合自己的预期。
![[附源码]java毕业设计智慧教学平台](https://img-blog.csdnimg.cn/366bf863838d4ec0a77c5c7209448c6d.png)
