【数据结构】单链表完整代码实现

单链表

前置文章：顺序表的代码实现

1、链表的定义

每个结点除了存放数据元素外，还要存储指向下一个结点的指针。

2、链表的特点

• 不要求大片连续空间
• 改变容量方便
• 不可随机存取
• 要耗费一定空间存放指针

3、链式存储结构

//单链表的存储结构
typedef struct LNode
{
	ElemType data;
	struct LNode* next;
}LNode,*LinkList;

4、完整实现代码

代码结构：

• 定义单链表结构
• 初始化单链表
• 单链表的取值方法
• 单链表的查找方法
• 单链表的插入方法
• 单链表的删除方法
• 主函数用以测试

代码详情：

#include
#include

using namespace std;

/*
	单链表（带头结点）
*/

typedef int ElemType;
typedef int Status;

typedef struct LNode
{
	ElemType data;
	struct LNode* next;
}LNode,*LinkList;

//初始化 有头结点
Status InitList(LinkList &L)
{
	L = new LNode;
	L->next = NULL;
	return 1;
}

/*
	单链表的取值（按位序取值）: 时间复杂度O(n)
	参数一：要取值的单链表
	参数二：要取值的位置
	参数三：待保存的对象
	注意：成功：返回1；失败：返回0。
*/
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType &e)
{
	LNode *p = L->next;
	int j = 1;
	while (p && j<i)
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (!p || j > i) 
	{
		return 0;
	}
	e = p->data;
	return p->data;
}

/*
	单链表的查找（按位序查找）: 时间复杂度O(n)
	参数一：要查找的单链表
	参数二：要查找的数据
	注意：成功：返回下标地址；失败：返回NULL。
*/
LNode* LocateElem(LinkList L, ElemType e)//使用Book类型的外号ElemType作为传入参数e的类型，使用int类型的外号Status作为函数的返回值类型
{
	LNode* p = L->next;//创建新结点，并指向第一块数据
	while (p && p->data!=e)//如果p不为空且data == e,返回p的地址
	{
		p = p->next;
	}
	return p;
}

/*
	单链表的插入（按位序插入（后插法））:  时间复杂度O(n)
	参数一：要插入的单链表
	参数二：要插入的位置
	参数三：要插入的数据
	注意：成功：返回1；失败：返回0。
*/
Status ListInsert(LinkList& L, int i, ElemType e)
{
	if (i<1)
	{
		return 0;
	}
	LNode* p = L;//创建临时结点指向头结点，头结点不存数据
	int j = 0;//记录p指向的是第几个结点，第0个结点为头结点，头结点不存数据，只存地址
	while (p && (j<i-1))//循环找到第i-1个结点
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (!p || j>i-1)//如果地址p为NULL就退出，头结点的地址也不为空
	{
		return 0;
	}
	LNode* s = new LNode; //创建新结点
	s->data = e;//新结点存放新数据e
	s->next = p->next;//将p的指针指向的下一个数据地址赋值给新结点s的指针
	p->next = s;//p的指针指向新节点s

	return 1;
}

/*
	单链表的删除（按位序删除）: 时间复杂度O(n)
	参数一：要删除的单链表
	参数二：要删除的位置
	注意：成功：返回1；失败：返回0。
*/
Status ListDelete(LinkList& L, int i)
{
	LNode* p = L;//创建临时结点指向头结点，头结点不存数据
	int j = 0;//记录p指向的是第几个结点，第0个结点为头结点，头结点不存数据，只存地址
	while (p->next&&(j<i-1))//循环找到第i-1个结点的前一个结点
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (!(p->next)||(j>i-1))
	{
		return 0;
	}
	LNode* q = p->next;//创建新结点q,指向要删除的数据内存地址
	p->next = q->next;//p的指针指向q的指针指向的下一个数据地址
	delete q;//释放q结点

	return 1;
}

int main()
{
	LinkList L;
	//创建单链表
	//CreateList_H(L,5);
	//初始化单链表
	InitList(L);
	//插入单链表
	for (int i = 1; i < 6; i++)
	{
		ListInsert(L, 1, i);
	}
	//取值
	int e;
	for (int i = 1; i <= 5; i++)
	{
		cout << GetElem(L, i, e) << endl;
	}
	
	//查找
	cout << "5的地址为：" << LocateElem(L, 5) << endl;
	//删除
	ListDelete(L, 1);
	cout << "删除第一个元素5：" << endl;
	for (int i = 1; i < 5; i++)
	{
		cout << GetElem(L, i, e) << endl;
	}
	
	return 1;
}

5、知识补充

补充创建单链表的两种方法：前插法和尾插法。还有单链表插入的两种方法：前插法和尾插法。

注：此段知识补充内容，未经本人实践验证，只是遇到了，总结到此处，仅供参考。

相关代码：

/*
	前插法创建单链表
*/
//void CreateList_H(LinkList& L, int n)
//{
//	L = new LNode;
//	L->next = NULL;
//	for (int i = 0; i < n; i++)
//	{
//		LNode* p = new LNode;
//		cin >> p->data;
//		p->next = L->next;
//		L->next = p;
//	}
//}
/*
	尾插法创建单链表
*/
//void CreateList_R(LinkList& L, int n)
//{
//	L = new LNode;
//	L->next = NULL;
//	LNode* r = L;
//	for (int i = 0; i < n; i++)
//	{
//		LNode* p = new LNode;
//		cin >> p->data;
//		p->next = NULL;
//		r->next = p;
//		r = p;
//	}
//}

/*
	单链表的插入（前插法）: 时间复杂度O(1)
	参数一：要插入的结点
	参数二：要插入的数据
	注意：成功：返回1；失败：返回0。
	原理：前插法即开辟新结点s，复制p结点的值，然后将数据e存给p结点，再将s的指针指向p的指针指向，p的指针指向s。可谓是偷天换日、原地TP。
*/
Status ListPriorInsert(LNode *p, ElemType e)
{
	if (p == NULL)
	{
		return 0;
	}
	LNode* s = new LNode;//创建新结点
	if (s == NULL)
	{
		return 0;
	}
	s->data = p->data;//复制插入的前一个数据到新开辟的空间
	p->data = e;  //前一个数据存放新数据e
	s->next = p->next;//将p的指针指向的下一个数据地址赋值给新结点s的指针
	p->next = s;//p的指针指向新节点s

	return 1;
}

/*
	单链表的插入（后插法）: 时间复杂度O(1)
	参数一：要插入的结点
	参数二：要插入的数据
	注意：成功：返回1；失败：返回0。
*/
Status ListNextInsert(LNode* p, ElemType e)
{
	if (p == NULL)
	{
		return 0;
	}
	LNode* s = new LNode;//创建新结点
	if (s == NULL)
	{
		return 0;
	}
	s->data = e;//新结点存放新数据e
	s->next = p->next;//将p的指针指向的下一个数据地址赋值给新结点s的指针
	p->next = s;//p的指针指向新节点s

	return 1;
}

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6、最后

以上为个人实践总结，如有错误和疏漏的地方，欢迎大佬评论区指正和补充…
觉得写还不错的话，还请点赞、收藏、评论和分享，非常感谢~

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参考文献：

1. 《数据结构》C 语言版，严为敏 吴伟民编，清华大学出版社，2009.