数据结构——单链表详解

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前言

一.什么是链表

1.概念

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2.分类

二.单链表的实现(不带头单向不循环链表)

2.1初始化

2.2打印

2.3创建新节点

2.4头插、尾插

2.5头删、尾删

2.6查找

2.7在指定位置之前插入

2.8在指定位置之后插入

2.9删除pos位置

2.10删除pos之后的

2.11销毁链表

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前言

通过前面所学的顺序表，我们发现存在着几个问题,顺序表的中间/头部的插入需要挪动数据、扩容存在着性能的消耗、或多或少有空间的浪费，由此我们引入链表这一概念.

一.什么是链表

1.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

2.分类

结构多样，根据是否带头，单向/双向，循环/不循环分为8种

其中使用较多的是单链表（不带头单向不循环链表）和双向链表(带头双向循环链表),这节讲解单链表的实现

二.单链表的实现(不带头单向不循环链表)

2.1初始化

结构的声明和定义

typedef int SLTDataType;
//该链表由节点组成
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;//这里不能写成SLTNode,这时还未重命名
}SLTNode;

//typedef struct SListNode SLTNode;

2.2打印

这里有pcur去接收phead,然后依次遍历，当pcur指向NULL时跳出循环，最后再打印NULL

void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

2.3创建新节点

与顺序表的扩容不同，这里需要新节点即开辟，不会造成浪费

如果开辟失败，则会报错

SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));//新节点
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	return newnode;
}

2.4头插、尾插

头插相较于尾插较容易，这里面传递的是二级指针

//链表的头插、尾插
void SLTPushBack(SLTNode** phead, SLTDataType x);
void SLTPushFront(SLTNode** phead, SLTDataType x);

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//链表为空，新节点为phead
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
		return;
	}

	//链表不为空，找尾节点
	SLTNode* ptail = *pphead;
	while (ptail->next)
	{
		ptail = ptail->next;
	}
	//为空，跳出循环，此时ptail就是尾节点
	ptail->next = newnode;
}

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

	//newnode *pphead
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

2.5头删、尾删

//链表的头删、尾删
void SLTPopBack(SLTNode** phead);
void SLTPopFront(SLTNode** phead);

//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	//链表不能为空
	assert(*pphead);

	//链表不为空
	//链表只有一个节点,有多个节点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
		return;
	}
	SLTNode* ptail = *pphead;
	SLTNode* prev = NULL;
	while (ptail->next)//prev ptail ptail->next
	{
		prev = ptail;
		ptail = ptail->next;
	}

	prev->next = NULL;
	//销毁尾节点
	free(ptail);
	ptail = NULL;
}

//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	//链表不能为空
	assert(*pphead);

	//让第二个节点成为新的头
	//把旧的头节点释放掉
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

2.6查找

通过遍历链表，查找是否与x相等,若有则返回pcur;若未找到,则返回NULL

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);

	//遍历链表
	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//没有找到
	return NULL;
}

2.7在指定位置之前插入

与头插类似

//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);

//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	//要加上链表不为空,若是空链表，那么前面将断言
	assert(*pphead);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	//pos刚好是头节点
	if (pos == *pphead)
	{
		//头插
		SLTPushFront(pphead,x);
		return;
	}
	
	//pos不是头节点的情况
	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	//prev->newnode->pos
	prev->next = newnode;
	newnode->next = pos;
}

2.8在指定位置之后插入

//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);

//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//pos newnode pos->next
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

2.9删除pos位置

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

//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	//pos刚好是头节点，没有前驱节点，执行头删
	if (*pphead == pos)
	{
		//头删
		SLTPopFront(pphead);
		return;
	}

	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	//prev pos pos->next
	prev->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

2.10删除pos之后的

//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

//删除链表之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos);
	//pos->next不能为空
	assert(pos->next);

	//pos pos->next pos->next->next
	SLTNode* del = pos->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

2.11销毁链表

//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead); 

//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		SLTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

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如果上述内容对您有帮助，希望给个三连谢谢