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链表通过每个结点的链域将线性表的n个结点按其逻辑顺序链接在一起的,每个结点只有一个链域的链表称为单链表(Single Linked List)。
L=(LinkList) malloc(sizeof (LinkList)); 在分配内存空间时,得注意malloc()函数的使用
/*数据元素类型*/ typedef int ElemType; /*单链表结构体定义*/ typedef struct LNode //定义单链表结点类型 { ElemType data; //每个结点存放一个数据元素 struct LNode *next; //指针指向下一节点 }LNode,*LinkList; //LinkList L; 声明一个指向单链表第一个结点的指针,这种方法代码可读性更强 /* 等价于 typedef struct LNode //定义单链表结点类型 { ElemType data; //每个结点存放一个数据元素 struct LNode *next; //指针指向下一节点 }; typedef struct Lnode Lnode; typedef struct Lnode * Linklist; */
//初始化一个单链表--带头结点
LinkList InitList(LinkList L){
//申请一块LinkList类型的空间给L
L=(LinkList) malloc(sizeof (LinkList)); //f分配一个头结点
if(L==NULL){
return NULL; //内存不足,分配失败
}
//将L的指针域设为空
L->next=NULL;
return L;
}
按照位序插入 在第i个位置插入,插入的元素的值为e
思想:
//按照位序插入 在第i个位置插入,插入的元素的值为e int ListInsert(LinkList L,int i,ElemType e){ if(i<1){//位置不合法 return 0; } LNode *p; //指针p指向当前扫描到的结点 int j=0; //当前指针指向的第几个元素 p=L; //L指向头指针,这里把头结点假设为第0个结点(不存在数据) //移动到第i-1个结点出 while (p!=NULL&&j<i-1){ p=p->next; j++; } p = NULL; if(p){//i值所对应的结点不合法 return 0; } //创建一个新的结点,并对新结点进行连接操作 LNode *s= (LNode *)malloc(sizeof (LNode)); s->data=e;//将待插入的数据放到新创建的指针的data中 s->next=p->next;//将s与p结点的后继结点相连接 p->next=s;//将p与结点s相连接 return 1; }
//创建一个新结点,并指定其数据域
LNode* CreatNode(int data){
LNode *newNode=(LNode *) malloc(sizeof (LNode));
if(newNode==NULL){
printf("分配结点失败,请检查内存!");
return NULL;
}
//将data传入新结点的数据域
newNode->data=data;
newNode->next=NULL;
//返回新结点的指针
return newNode;
}
后插操作:在p结点之后插入元素
思想:
//指定结点的后插操作:在p结点后插入数据元素 int InsertNextNode(LNode *p,ElemType e){ if(p==NULL){ return 0; } LNode *s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); if(s==NULL){ printf("内存分配失败!"); return 0; } //然后进行取e值,连接结点的操作 s->data=e; s->next=p->next; p->next=s; return 1; }
前插操作:在p结点之前插入元素
思想:
第一种:通过遍历单链表找到p的前驱结点q,然后在q结点后面插入一个新的元素。由于这种所耗费的时间复杂度为O(n)。
第二种:(偷天换日)–时间复杂度为O(1)
//指定结点的前插操作 int InsertPriorNode(LNode *p,ElemType e){ if(p==NULL){ return 0; } LNode *s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); if(s==NULL){ printf("内存分配失败!"); return 0; } s->next=p->next;//将新结点s连接的p之后 p->next=s; s->data=p->data;//然后将p中的数据域中的值复制到新结点s p->data=e; //将p中的元素用待插入的元素进行覆盖 return 1; }
按位序删除 --i指的是第i个结点,e用来返回删除的结点的数据域的数值
思想:首先得遍历到第i-1个结点,对该节点进行判空以及对该节点的后继结点进行判空操作,然后修改指针的执行删除第i个结点。
//按位序删除 --i指的是第i个结点,e用来返回删除的结点的数据域的数值 int ListDelete(LinkList L,int i,ElemType e){ if(i<1){ return 0; } LNode *p; //指向当前扫描到的结点 int j=0; //当前p指针所指的是第几个结点 p=L; //L指向投机诶单,头结点是第0个结点(不存在数据) while (p!=NULL&&j<i-1){ //循坏找到第i-1个结点 p=p->next; j++; } if(p==NULL){ //i值不合法 return 0; } if(p->next==NULL) {//表示p结点后再无结点 return 0; } LNode *q=p->next;//令指针q指向待删除的结点 e=q->data; //用来记录删除结点的数据域中的值 p->next=q->next; //将待删除的结点*q从当前链表中断开 free(q);//释放结点所占用的内存空间 return e; }
由于删除该结点得修改前驱结点的next指针
方法1:传入头指针,循环寻找p的前驱结点
方法2:偷天换日(类似与结点前插的实现)–利用数据域中的值进行更新。
思想:
//指定结点的删除--偷天换日
int DeleteNodee(LNode *p){
if(p==NULL){
return 0;
}
//这里如果p是最后一个结点,只能从表头依次寻找p的前驱结点
LNode *q=p->next; //令q指向*p的后继结点
p->data=q->data; //和后继结点交换数据域
p->next=q->next; //将*q结点从链表中断开
free(q); //释放后继结点的存储空间
return 1;
}
//按位查找,返回第i个元素(带头结点)
LNode * GetElem(LinkList L,int i){
if(i<0){
return NULL;
}
LNode *p; //指向p指针当前扫描的结点
int j=0; //用来记录当前p指针指向的第几个结点
p=L; //L指向头结点,头结点是第0个结点
while(p!=NULL&&j<i){//循环找到第i个结点
p=p->next;
j++;
}
return p;
}
//按值查找
LNode * LocateElem(LinkList L,ElemType e){
LNode *p=L->next;
while (p!=NULL&&p->data!=e){
p=p->next;
}
return p;
}
//求单链表的长度
int LengthList(LinkList L){
int len=0;
LNode *p=L->next;
while (p!=NULL){
len++;
p=p->next;
}
return len;
}
a:头插法:可用于链表的逆置
思想:
//头插法 LinkList List_HeadInsert(LinkList L){ LNode *s; int x; L=(LinkList *) malloc(sizeof(LNode)); //创建头结点 L->next=NULL; //初始为空链表 scanf("%d",&x); //输入结点的值 while (x!=1000){ //当输入1000时结束 s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); s->data=x; s->next=L->next; L->next=s; scanf("%d",&x); //输入结点的值 } return L; }
b:尾插法
思想:
//尾插法 LinkList List_TailInsert(LinkList L){ int x; L=(LinkList) malloc(sizeof (LNode));//建立头结点,初始化一空表 LNode *s,*r=L; //r为表尾指针 scanf("%d",&x); //输入结点的值 while (x!=1000){ //当输入1000代表结束 //在r结点之后插入x元素 s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); s->data=x; r->next=s; r=s; //r指向新的表的尾结点 scanf("%d",&x); //输入结点的值 } r->next=NULL; //为几点指针置为空 return L; }
/** * 单链表的实现 */ #include "stdio.h" #include "stdlib.h" //提供malloc()和free() /*数据元素类型*/ typedef int ElemType; /*单链表结构体定义*/ typedef struct LNode //定义单链表结点类型 { ElemType data; //每个结点存放一个数据元素 struct LNode *next; //指针指向下一节点 }LNode,*LinkList; //初始化一个单链表--带头结点 LinkList InitList(){ //申请一块LinkList类型的空间给L LinkList L=(LinkList) malloc(sizeof (LinkList)); //f分配一个头结点 if(L==NULL){ return NULL; //内存不足,分配失败 } //将L的指针域设为空 L->next=NULL; return L; } //按照位序插入 在第i个位置插入,插入的元素的值为e int ListInsert(LinkList L,int i,ElemType e){ if(i<1){//位置不合法 return 0; } LNode *p; //指针p指向当前扫描到的结点 int j=0; //当前指针指向的第几个元素 p=L; //L指向头指针,这里把头结点假设为第0个结点(不存在数据) //移动到第i-1个结点出 while (p!=NULL&&j<i-1){ p=p->next; j++; } if(p==NULL){//i值所对应的结点不合法 return 0; } //创建一个新的结点,并对新结点进行连接操作 LNode *s= (LNode *)malloc(sizeof (LNode)); s->data=e;//将待插入的数据放到新创建的指针的data中 s->next=p->next;//将s与p结点的后继结点相连接 p->next=s;//将p与结点s相连 return 1; } //创建一个新结点,并指定其数据域 LNode* CreatNode(int data){ LNode *newNode=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); if(newNode==NULL){ printf("分配结点失败,请检查内存!"); return NULL; } //将data传入新结点的数据域 newNode->data=data; newNode->next=NULL; //返回新结点的指针 return newNode; } //指定结点的后插操作:在p结点后插入数据元素 int InsertNextNode(LNode *p,ElemType e){ if(p==NULL){ return 0; } LNode *s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); if(s==NULL){ printf("内存分配失败!"); return 0; } //然后进行取e值,连接结点的操作 s->data=e; s->next=p->next; p->next=s; return 1; } //指定结点的前插操作 int InsertPriorNode(LNode *p,ElemType e){ if(p==NULL){ return 0; } LNode *s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); if(s==NULL){ printf("内存分配失败!"); return 0; } s->next=p->next;//将新结点s连接的p之后 p->next=s; s->data=p->data;//然后将p中的数据域中的值复制到新结点s p->data=e; //将p中的元素用待插入的元素进行覆盖 return 1; } //按位序删除 --i指的是第i个结点,e用来返回删除的结点的数据域的数值 int ListDelete(LinkList L,int i,ElemType e){ if(i<1){ return 0; } LNode *p; //指向当前扫描到的结点 int j=0; //当前p指针所指的是第几个结点 p=L; //L指向投机诶单,头结点是第0个结点(不存在数据) while (p!=NULL&&j<i-1){ //循坏找到第i-1个结点 p=p->next; j++; } if(p==NULL){ //i值不合法 return 0; } if(p->next==NULL) {//表示p结点后再无结点 return 0; } LNode *q=p->next;//令指针q指向待删除的结点 e=q->data; //用来记录删除结点的数据域中的值 p->next=q->next; //将待删除的结点*q从当前链表中断开 free(q);//释放结点所占用的内存空间 return e; } //指定结点的删除--偷天换日 int DeleteNode(LNode *p){ if(p==NULL){ return 0; } //这里如果p是最后一个结点,只能从表头依次寻找p的前驱结点 LNode *q=p->next; //令q指向*p的后继结点 p->data=q->data; //和后继结点交换数据域 p->next=q->next; //将*q结点从链表中断开 free(q); //释放后继结点的存储空间 return 1; } //按位查找,返回第i个元素(带头结点) LNode * GetElem(LinkList L,int i){ if(i<0){ return NULL; } LNode *p; //指向p指针当前扫描的结点 int j=0; //用来记录当前p指针指向的第几个结点 p=L; //L指向头结点,头结点是第0个结点 while(p!=NULL&&j<i){//循环找到第i个结点 p=p->next; j++; } return p; } //按值查找 LNode * LocateElem(LinkList L,ElemType e){ LNode *p=L->next; while (p!=NULL&&p->data!=e){ p=p->next; } return p; } //求单链表的长度 int LengthList(LinkList L){ int len=0; LNode *p=L->next; while (p!=NULL){ len++; p=p->next; } return len; } //头插法 LinkList List_HeadInsert(LinkList L){ LNode *s; int x; L=(LinkList *) malloc(sizeof(LNode)); //创建头结点 L->next=NULL; //初始为空链表 scanf("%d",&x); //输入结点的值 while (x!=1000){ //当输入1000时结束 s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); s->data=x; s->next=L->next; L->next=s; scanf("%d",&x); //输入结点的值 } return L; } //尾插法 LinkList List_TailInsert(LinkList L){ int x; L=(LinkList) malloc(sizeof (LNode));//建立头结点,初始化一空表 LNode *s,*r=L; //r为表尾指针 scanf("%d",&x); //输入结点的值 while (x!=1000){ //当输入1000代表结束 //在r结点之后插入x元素 s=(LNode *) malloc(sizeof (LNode)); s->data=x; r->next=s; r=s; //r指向新的表的尾结点 scanf("%d",&x); //输入结点的值 } r->next=NULL; //为几点指针置为空 return L; } //判空操作 int IsEmpty(LinkList L){ if(L->next==NULL){ return 1; } return 0; } //打印 void PrintList(LinkList L) { LNode *p; p=L->next; printf("单链表的数据为"); while (p!=NULL){ printf("%d ",p->data); p=p->next; } printf("\n"); } int main(){ //定义一个链表 LinkList L = NULL; //[2]将链表初始化 L = InitList(); // L=List_TailInsert(L); //利用尾插法创建单链表 L=List_HeadInsert(L); //利用头插法创建单链表--与输入的数值相逆 PrintList(L); //打印头插法创建的单链表 if(IsEmpty(L)==1){ //对单链表进行判空 printf("当前链表是空的!\n"); } else{ printf("当前链表不是空的!\n"); } int len=LengthList(L); //求链表的长度 printf("当前单链表的长度为%d\n",len); LNode *s=LocateElem(L,2); //按照值查找 printf("查找成功!值为%d\n",s->data); DeleteNode(s); //删除s结点 printf("删除成功!删除后的"); PrintList(L); ListInsert(L,2,11); printf("新增成功!新增后"); PrintList(L); return 0; }
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