数据结构——无头单向非循环链表

news2024/11/17 5:20:46

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无头单向非循环链表的建立

  • 前言——什么链表
    • 链表形象图
    • 链表分类
  • 一、Single_linked_list.h头文件的建立
  • 二、Single_linked_list.c功能函数的定义
  • Single_linked_list_test.c主函数的定义
  • 四、代码运行测试
  • 五、Single_linked_list完整代码演示:
  • 总结


前言——什么链表

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 。

链表形象图

链表具体表现是怎么样的呢?让我们通过下面的图片来了解一下!

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形象一点形容呢,那就像一个车厢相互链接的火车,这样好记住多了吧!
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注意:
. 从上图可看出,链式结构在逻辑上是连续的,但在物理上不一定连续
. 现实中的结点一般是都是从堆上申请来的
. 从堆上申请的空间,是按照一定的策略来分配的,两次申请的空间可能连续,也可能不连续

链表分类

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:

  1. 单向或者双向
    在这里插入图片描述

  2. 带头或者不带头
    在这里插入图片描述

  3. 循环或者非循环
    在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

带头双向循环链表
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今天我们要实现的是无头单向非循环链表,让我们跟随下面的步骤来建立单链表吧

一、Single_linked_list.h头文件的建立

1.头文件的声明

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

2.单链表的接口实现

typedef int SLTDataType;//类型重命名
//单链表接口定义
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

3.打印函数以及创建结点函数的声明

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//创建结点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x);

4.尾插、头插函数的声明

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);

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5.尾删头删函数的声明

//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);

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6.查找函数的声明

SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);

7.定点pos前后插入函数的声明

// 在pos之前插入x
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
// 在pos以后插入x
void SLTInsertAfter(SLTNode** pphead,SLTNode* pos, SLTDataType x);

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8.定点删除pos或删除pos后一位结点的函数的声明

// 删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
// 删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);

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二、Single_linked_list.c功能函数的定义

1.头文件的声明

#include "Single_linked_list.h"

2.打印函数以及创建结点函数的定义

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)//cur!=NULL为真
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}

	printf("NULL\n");//打印尾结点的next结点NULL
}

//创建结点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//创建一个新结点
	if (newnode == NULL)//创建失败返回错误结束程序
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;//将新结点的next结点置为NULL

	return newnode;
}

3.尾插、头插函数的定义

//尾插
//传入结构体指针,用二级指针接收
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);//调用函数创建新结点
	
	//两种情况 头结点为空时和头结点不为空时
	if (*pphead == NULL)
	{
		// 改变的结构体的指针,所以要用二级指针
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)//遍历链表到尾结点
		{
			tail = tail->next;
		}
		// 改变的结构体,用结构体的指针即可
		tail->next = newnode;
	}
}

//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);

	newnode->next = *pphead;
	// 改变的结构体的指针,所以要用二级指针
	*pphead = newnode;
}

4.尾删头删函数的定义

//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);//判断*pphead是否为空

	//一个节点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else//一个以上节点
	{
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next->next)//遍历链表到尾结点
		{
			tail = tail->next;
		}

		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);//判断*pphead是否为空

	SLTNode* newhead = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = newhead;
}

当然,尾删不只一种方法,另一种方法就是:

void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* tailPrev = NULL;//设置一个前驱结点,方便置空
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next)
		{
			tailPrev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tailPrev->next = NULL;
	}
}

5.查找函数的定义

SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x) {
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur != NULL&&cur->data != x ) {
		cur = cur->next;
	}
	if (cur == NULL) {
		printf("未查找到有效结点\n");
		exit(-1);
	}
	return cur;
}

6.定点pos前后插入函数的定义

// 在pos之前插入x
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	SLTNode* curPrev = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(curPrev,pos->data);
	if (curPrev == cur) {
		newnode->next = *pphead;
		*pphead = newnode;
	}
	else {
		while (curPrev->next != cur) {
			curPrev = curPrev->next;
		}
		newnode->next = cur;
		curPrev->next = newnode;
	}
}

// 在pos以后插入x
void SLTInsertAfter(SLTNode** pphead,SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	SLTNode* temp = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(temp, pos->data);
	newnode->next = cur->next;
	cur->next = newnode;
}

7.定点删除pos或删除pos后一位结点的函数的定义

// 删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	SLTNode* temp = *pphead;
	SLTNode* curPrev = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(temp, pos->data);
	if (curPrev == cur) {
		temp = cur->next;
		free(cur);
		cur = temp;
	}
	else {
		while (curPrev->next != cur) {
			curPrev = curPrev->next;
		}
		curPrev->next = cur->next;
		free(cur);
		cur = NULL;
	}
}

// 删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	SLTNode* temp = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(temp, pos->data);
	if (cur->next == NULL) {
		return;
	}
	else {
		temp = cur->next;
		cur->next = temp->next;
		free(temp);
		temp = NULL;
	}
}

Single_linked_list_test.c主函数的定义

1.头文件的声明

#include "Single_linked_list.h"

2.测试调用函数的定义

void TestSList() {
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

    SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);

	SLTNode* pos = BuySListNode(3);
	SLTInsert(&plist,pos, 6);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTInsertAfter(&plist, pos, 7);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(6);
	SLTErase(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(7);
	SLTErase(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(1);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);
}

3.主函数的定义

int main()
{
	TestSList();
	return 0;
}

四、代码运行测试

示例一:

void TestSList2()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	SLTPushFront(&plist, 10);
	SLTPushFront(&plist, 20);
	SLTPushFront(&plist, 30);
	SLTPushFront(&plist, 40);
	SLTPrint(plist);
}

运行结果:
在这里插入图片描述
示例二:

void TestSList3()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);


	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);

	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);

	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);

	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);

	SLTPopBack(&plist);
	SLTPrint(plist);

}

运行结果:
在这里插入图片描述
示例三:

void TestSList5() {
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	SLTNode* pos = BuySListNode(3);
	SLTInsert(&plist,pos, 6);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTInsertAfter(&plist, pos, 7);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(6);
	SLTErase(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(7);
	SLTErase(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(1);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);
}

运行结果:
在这里插入图片描述

五、Single_linked_list完整代码演示:

Single_linked_list.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int SLTDataType;//类型重命名
//单链表接口定义
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);
//创建结点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x);

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);

//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);

// 在pos之前插入x
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);

// 在pos以后插入x
void SLTInsertAfter(SLTNode** pphead,SLTNode* pos, SLTDataType x);

// 删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);

// 删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);

Single_linked_list.c

#include "Single_linked_list.h"

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)//cur!=NULL为真
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}

	printf("NULL\n");//打印尾结点的next结点NULL
}

//创建结点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//创建一个新结点
	if (newnode == NULL)//创建失败返回错误结束程序
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;//将新结点的next结点置为NULL

	return newnode;
}

//尾插
//传入结构体指针,用二级指针接收
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);//调用函数创建新结点
	
	//两种情况 头结点为空时和头结点不为空时
	if (*pphead == NULL)
	{
		// 改变的结构体的指针,所以要用二级指针
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)//遍历链表到尾结点
		{
			tail = tail->next;
		}
		// 改变的结构体,用结构体的指针即可
		tail->next = newnode;
	}
}

//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);

	newnode->next = *pphead;
	// 改变的结构体的指针,所以要用二级指针
	*pphead = newnode;
}

//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);//判断*pphead是否为空

	//一个节点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else//一个以上节点
	{
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next->next)//遍历链表到尾结点
		{
			tail = tail->next;
		}

		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);//判断*pphead是否为空

	SLTNode* newhead = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = newhead;
}

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x) {
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur != NULL&&cur->data != x ) {
		cur = cur->next;
	}
	if (cur == NULL) {
		printf("未查找到有效结点\n");
		exit(-1);
	}
	return cur;
}

// 在pos之前插入x
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	SLTNode* curPrev = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(curPrev,pos->data);
	if (curPrev == cur) {
		newnode->next = *pphead;
		*pphead = newnode;
	}
	else {
		while (curPrev->next != cur) {
			curPrev = curPrev->next;
		}
		newnode->next = cur;
		curPrev->next = newnode;
	}
}

// 在pos以后插入x
void SLTInsertAfter(SLTNode** pphead,SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	SLTNode* temp = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(temp, pos->data);
	newnode->next = cur->next;
	cur->next = newnode;
}

// 删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	SLTNode* temp = *pphead;
	SLTNode* curPrev = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(temp, pos->data);
	if (curPrev == cur) {
		temp = cur->next;
		free(cur);
		cur = temp;
	}
	else {
		while (curPrev->next != cur) {
			curPrev = curPrev->next;
		}
		curPrev->next = cur->next;
		free(cur);
		cur = NULL;
	}
}

// 删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	SLTNode* temp = *pphead;
	SLTNode* cur = SLTFind(temp, pos->data);
	if (cur->next == NULL) {
		return;
	}
	else {
		temp = cur->next;
		cur->next = temp->next;
		free(temp);
		temp = NULL;
	}
}

Single_linked_list_test.c

void TestSList() {
	SLTNode* plist = NULL;
	SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPushBack(&plist, 5);
	SLTPrint(plist);

	SLTNode* pos = BuySListNode(3);
	SLTInsert(&plist,pos, 6);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTInsertAfter(&plist, pos, 7);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(6);
	SLTErase(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(7);
	SLTErase(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(3);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);

	pos = BuySListNode(1);
	SLTEraseAfter(&plist, pos);
	free(pos);
	pos = NULL;
	SLTPrint(plist);
}

int main()
{
	TestSList();
	return 0;
}

总结

无头单项非循环链表是链表的初始内容!
有点难度,但是不多,记住指针与多级指针之间的关系!
我相信大家也一定可以写出比我更好的代码!

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零的奇幻漂移:解密数组中的神秘消失与重生

本篇博客会讲解力扣“283. 移动零”的解题思路&#xff0c;这是题目链接。 思路1 这道题目很有意思。虽然是简单题&#xff0c;其蕴含的玄机还是很多的。正常来讲&#xff0c;这种题目一般都会原地操作&#xff08;不开辟额外的数组&#xff0c;空间复杂度是O(1)&#xff09;&…

Debian12安装MySQL时报错缺少依赖libssl1.1(>= 1.1.1)

解决方案&#xff1a;进入镜像站&#xff0c;下载libssl包并安装&#xff0c;如&#xff1a;https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/pool/main/o/openssl/libssl1.1_1.1.1n-0%2Bdeb11u5_amd64.debIndex of /debian/pool/main/o/openssl/ | 清华大学开源软件镜像站 | Tsi…

用windeployqt.exe打包Qt代码

首先找到我们编译Qt代码的对应Qt版本的dll目录&#xff0c;该目录下有windeployqt.exe&#xff1a; D:\DevTools\Qt\5.9\msvc2017_64\bin 在这个目录下打开cmd程序。 然后把要打包的exe放到一个单独的目录下&#xff0c;比如&#xff1a; 然后在cmd中调用&#xff1a; winde…

【T1】存货成本异常、数量为零金额不为零的处理方法。

【问题描述】 使用T1飞跃专业版的过程中&#xff0c; 由于业务问题或者是操作问题&#xff0c; 经常会遇到某个商品成本异常不准确&#xff0c; 或者是遇到数量为0金额不为0的情况&#xff0c;需要将其成本调为0。 但是T1软件没有出入库调整单&#xff0c;并且结账无法针对数量…

光伏储能行业MES系统解决方案

万界星空科技光伏储能行业mes解决方案连接起仓储物流、生产计划、制程管理、品质管理等各个模块&#xff0c;覆盖全厂的各个工序段&#xff0c;提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料等)的当前状态&#xff0c;帮助企业实现产品质量、生产效率的提升。 万界星空平台…

Unity射线穿透UI解决

unity场景中&#xff0c;射线是可以穿透UI的。我用过很多版本&#xff0c;都有这个问题。 比如我现在用2020版本的unity做了个范例&#xff1a; 我在场景中新建了一个cube名叫&#xff1a;我秦始皇打钱。 点击这个物体就会出现log显示这个物体的名字&#xff0c;代码在下面。…