单链表简单操作_单链表有前驱节点吗

 

链表—链式存储

由于数组的这些缺点，自然而然的就产生链表的思想了。

链表通过不连续的储存方式，自适应内存大小，以及指针的灵活使用，巧妙的简化了上述的内容。

链表的基本思维是，利用结构体的设置，额外开辟出一份内存空间去作指针，它总是指向下一个结点，一个个结点通过NEXT指针相互串联，就形成了链表。

其中DATA为自定义的数据类型，NEXT为指向下一个链表结点的指针，通过访问NEXT，可以引导我们去访问链表的下一个结点。

对于一连串的结点而言，就形成了链表如下图：

 

上文所说的插入删除操作只需要修改指针所指向的区域就可以了，不需要进行大量的数据移动操作。如下图：

相比起数组，链表解决了数组不方便移动，插入，删除元素的弊端，但相应的，链表付出了更加大的内存牺牲换来的这些功能的实现。

链表概述

包含单链表，双链表，循环单链表，实际应用中的功能不同，但实现方式都差不多。

• 单链表就像是美国男篮，一代一代往下传；

• 双链表像是中国男足，你传球给我，我传球给你，最终传给了守门员；

• 循环链表就像是中国男篮，火炬从姚明传给王治郅，王治郅传给易建联，现在易建联伤了，又传给了姚明

单链表

单链表概念和简单的设计

单链表是一种链式存取的数据结构，链表中的数据是以结点来表示的，每个结点由元素和指针构成。

元素表示数据元素的映象，就是存储数据的存储单元；指针指示出后继元素存储位置，就是连接每个结点的地址数据。

以结点的序列表示的线性表称作线性链表，也就是单链表，单链表是链式存取的结构。

对于链表的每一个结点，我们使用结构体进行设计，其主要内容有：

其中，DATA数据元素，可以为你想要储存的任何数据格式，可以是数组，可以是int，甚至可以是结构体（这就是传说中的结构体套结构体）

NEXT为一个指针，其代表了一个可以指向的区域，通常是用来指向下一个结点，链表的尾部NEXT指向NULL（空），因为尾部没有任何可以指向的空间了

故，对于一个单链表的结点定义，可以代码描述成：

//定义结点类型
typedef struct Node {
    int data;       //数据类型，你可以把int型的data换成任意数据类型，包括结构体struct等复合类型
    struct Node *next;          //单链表的指针域
} Node,*LinkedList;  
//Node表示结点的类型，LinkedList表示指向Node结点类型的指针类型

链表的初始化

初始化主要完成以下工作：创建一个单链表的前置节点并向后逐步添加节点，一般指的是申请结点的空间，同时对一个结点赋空值(NULL)，其代码可以表示为：

LinkedList listinit(){
    Node *L;
    L=(Node*)malloc(sizeof(Node));      //开辟空间 
    if(L==NULL){                     //判断是否开辟空间失败，这一步很有必要
        printf("申请空间失败");
        //exit(0);                  //开辟空间失败可以考虑直接结束程序
    }
    L->next=NULL;       //指针指向空
}

注意：一定要判断是否开辟空间失败，否则生产中由于未知的情况造成空间开辟失败，仍然在继续执行代码，后果将不堪设想啦，因此养成这样的判断是很有必要的。

头插入法创建单链表

利用指针指向下一个结点元素的方式进行逐个创建，使用头插入法最终得到的结果是逆序的。如图所示：

从一个空表开始，生成新结点，并将读取到的数据存放到新结点的数据域中，然后将新结点插入到当前链表的表头，即头结点之后。

//头插法建立单链表
LinkedList LinkedListCreatH() {
    Node *L;
    L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请头结点空间
    L->next = NULL;                      //初始化一个空链表
  
    int x;                         //x为链表数据域中的数据
    while(scanf("%d",&x) != EOF) {
        Node *p;
        p = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请新的结点
        p->data = x;                     //结点数据域赋值
        p->next = L->next;     //将结点插入到表头L-->|2|-->|1|-->NULL
        L->next = p;
    }
    return L;
}

尾插入法创建单链表

如图所示为尾插入法的创建过程。

头插法生成的链表中，结点的次序和输入数据的顺序不一致。若希望两者次序一致，则需要尾插法。

该方法是将新结点逐个插入到当前链表的表尾上，为此必须增加一个尾指针r, 使其始终指向当前链表的尾结点，代码如下：

//尾插法建立单链表
  
LinkedList LinkedListCreatT() {
    Node *L;
    L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请头结点空间
    L->next = NULL;                  //初始化一个空链表
    Node *r;
    r = L;                          //r始终指向终端结点，开始时指向头结点
    int x;                         //x为链表数据域中的数据
    while(scanf("%d",&x) != EOF) {
        Node *p;
        p = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请新的结点
        p->data = x;                     //结点数据域赋值
        r->next = p;            //将结点插入到表头L-->|1|-->|2|-->NULL
        r = p;
    }
    r->next = NULL;
    return L;
}

遍历单链表如打印、修改

从链表的头开始，逐步向后进行每一个元素的访问，称为遍历。

对于遍历操作，我们可以衍生出很多常用的数据操作，比如查询元素，修改元素，获取元素个数，打印整个链表数据等等。

进行遍历的思路极其简单，只需要建立一个指向链表L的结点，然后沿着链表L逐个向后搜索即可，代码如下：

//便利输出单链表
void printList(LinkedList L){
    Node *p=L->next;
    int i=0;
    while(p){
        printf("第%d个元素的值为:%d\n",++i,p->data);
        p=p->next;
    }
}

对于元素修改操作，以下是代码实现：

//链表内容的修改，在链表中修改值为x的元素变为为k。
LinkedList LinkedListReplace(LinkedList L,int x,int k) {
    Node *p=L->next;
    int i=0;
    while(p){
        if(p->data==x){
            p->data=k;
        }
        p=p->next;
    }
    return L;
}

简单的遍历设计的函数只需要void无参即可，而当涉及到元素操作时，可以设计一个LinkedList类型的函数，使其返回一个操作后的新链表。

插入操作

链表的插入操作主要分为查找到第i个位置，将该位置的next指针修改为指向我们新插入的结点，而新插入的结点next指针指向我们i+1个位置的结点。

其操作方式可以设置一个前驱结点，利用循环找到第i个位置，再进行插入。

如图，在DATA1和DATA2数据结点之中插入一个NEW_DATA数据结点：

从原来的链表状态

到新的链表状态：

代码实现如下：

//单链表的插入，在链表的第i个位置插入x的元素
  
LinkedList LinkedListInsert(LinkedList L,int i,int x) {
    Node *pre;                      //pre为前驱结点
    pre = L;
    int tempi = 0;
    for (tempi = 1; tempi < i; tempi++) {
        pre = pre->next;                 //查找第i个位置的前驱结点
    }
    Node *p;                                //插入的结点为p
    p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    p->data = x;
    p->next = pre->next;
    pre->next = p;
  
    return L;
}

删除操作

删除元素要建立一个前驱结点和一个当前结点，当找到了我们需要删除的数据时，直接使用前驱结点跳过要删除的结点指向要删除结点的后一个结点，再将原有的结点通过free函数释放掉。如图所示：

代码如下：

//单链表的删除，在链表中删除值为x的元素
  
LinkedList LinkedListDelete(LinkedList L,int x) {
    Node *p,*pre;                   //pre为前驱结点，p为查找的结点。
    p = L->next;
     
    while(p->data != x) {              //查找值为x的元素
        pre = p;
        p = p->next;
    }
    pre->next = p->next;          //删除操作，将其前驱next指向其后继。
    free(p);
     
    return L;
}

 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
 
typedef char datatype;
 
typedef struct node
{
  datatype data;   //节点数据
  struct node *next;//节点指针
}linklist;
 
//链表建立
//返回：头指针
linklist * creat_list()
{
  char ch;
  int i = 1;
  linklist *head = NULL, *p = NULL, *tail = NULL,*q = NULL;
 
  printf("\n输入单个字符作为第一个数据:");
  scanf("\n%c", &ch);
  head = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));//建立头结点
  head->next = NULL;
  tail = head;   //尾指针，开始指向头，以后指向尾
  
  while(ch != '#')
  {
 
    p = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));//p指向新建节点
    p->next =NULL;                          
    p->data = ch;                            //尾节点指向新节点
    tail->next = p;
    tail = p;                                
    
    printf("\n已经建立了%d个字符.\n", i);
 
    q = head->next;
    while(NULL != q)
    {
      printf("%c->", q->data);
      q = q->next;    
    }
    printf("NULL");
    i++;
 
    printf("\n 输入单个字符链表的第%d个数据:", i);
    scanf("\n%c", &ch);
 
  }
 
return (head);
 
}
 
//按序号查找
//参数：序号，和对应的链表头
//返回相应指针(地址)
linklist * find2(linklist *head, int i)
{
    linklist * p = head;
    int j =1;//当前序号
    while(NULL != p && j<i)
    {
       p = p->next;
       j++;    
    }
    if(j == i) 
    {
        printf("\n第%d个节点数据为:%c",j,p->data);
        return (p);
    }
    else 
    {
        return (NULL);
    }
 
}
 
 
//按值查找
//参数：值，和对应的链表头
//返回相应指针(地址)
linklist * find1(linklist *head, datatype ch)
{
    linklist * p = head;
    int i = 1;//节点计数
    while(NULL != p)
    {
       if(p->data != ch) 
       {
          i++;
          p = p->next;
       }
       else
       {
        break;
       
       }
    }
   return (p);
}
 
 
//单链表插入                  头，   值，    序号
int linklist_insert(linklist *head,datatype ch ,int num)
{
 
  linklist *s = NULL,*p = head;//从头开始搜索   p用于指向搜索的节点 s用于指向插入的节点
  int i = 0;
  while(i < num-1 && p->next != NULL)  //搜索到插入序号的前一个
  {
     i++;
     p = p->next;
  }
  if(num - 1 != i) return 0;
  
  s= (linklist *)malloc(sizeof(linklist));   //新建节点将数值保存
  s->data = ch;                              //将数值保存
  s->next = p->next;                         //将待插节点 连接后继节点
  p->next = s;                                //将待插节点 连接前继节点
  return 1;
}
 
// 按位置 删除运算
int list_delete(linklist *head, int num)//删除第num个
{
  int i =1;//记录当前搜索的位置
  linklist *p = head;//指向搜索的节点
  linklist *s;//用于指向删除的节点
 
  p = head;
  while(i < num -1 && p->next != NULL)//序号的前一个
  {
    p = p->next;
    i++;
  }
  if(num - 1 != i) return 0;
 
  s = p->next;   // p->next 就是要删除节点的位置 用s保存
  p->next = s->next;  //p->next 指向后一个节点
  free(s);
  return 1;
}