文章目录
- 链表
- 链表的分类
- 单链表
- 单链表的存储结构
- 单链表主要实现的接口函数
- 单链表尾插
- 动态申请新节点
- 单链表头插
- 单链表的尾删
- 单链表的头删
- 在指定位置之前插入
- 单链表查找
- 插入
- 在指定位置之后插
- 删除指定位置元素
- 删除指定位置之后的元素
- 顺序输出链表
- 销毁单链表
- 顺序表和单链表的区别
- 关于指针传参
链表
链表是一种物理结构(储存结构)上不一定连续,不一定是顺序的存储结构,数据元素是通过链表中的指针链接次序实现的
链表的分类
链表有很多种类 两两匹配就一共有八种 这里主要介绍一下单链表(单向不带头不循环)
单链表
单链表的存储结构
图示:
链表中的结点一般都是在堆上申请的,从堆上申请的空间,按照一定的规则申请的,两次申请的空间也能相同也可能不相同。用一个指针就能找到下一个结点的空间地址了,从而形成线性关系
typedef int ElemType;
typedef struct SListNode
{ElemType data;struct SListNode* next;
}SLTNode;typedef SLTNode* LinkList;//定义链表
定义一个数据域和指针域。数据域用来存放数据,指针域的指针指向下一个结点的空间地址
单链表主要实现的接口函数
//创建新结点
SLTNode* NewSLTNode(ElemType x);
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** phead, ElemType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** phead, ElemType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** phead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** phead);
//单链表查找
SLTNode* SLTNodeFind(SLTNode* phead, ElemType x);
//在pos之前插入
void SLTInsert(SLTNode** phead, SLTNode* pos, ElemType x);
//在pos之后插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, ElemType x);
//删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** phead, SLTNode* pos);
//删除pos位置后得
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);
//打印
void SLTNodePrintf(SLTNode* ps);
单链表尾插
单链表插入主要分为两种情况
- 没有结点,单链表是空的情况
- 有一个以上的结点
注意:
这里需要一个头指针(pehad 指向第一个结点的指针)来维护这个链表。否则将无法寻找到这个链表
void SLTPushBack(SLTNode** phead, ElemType x)
{//申请结点SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);//空链表if (*phead == NULL){*phead = newnode;}//有一个以上的结点else{SLTNode* tail = *phead;//遍历找最后一个结点while (tail->next != NULL){tail = tail->next;}//连接新结点tail->next = newnode;}
}
链表结点的类型是struct SListNode* (结构体指针)类型,插入一个新元素,需要改变头指针的指向,所以实参需要传其地址,形参需要一个结构体指针的指针才可接受这个地址即二级指针
每次进行插入操作时都要申请结点,封装成函数,方便复用
动态申请新节点
SLTNode* NewSLTNode(ElemType x)
{SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));if(newnode == NULL){perror("malloc fail");eixt(-1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}
单链表头插
头插可以只看作一种情况
空和非空的处理结果都一样
图解:
代码实现:
void SLTPushFront(SLTNode** phead, ElemType x)
{//申请结点SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);//空和非空链表都可处理newnode->next = *phead;*phead = newnode;
}
单链表的尾删
尾删要注意三种情况,分别是
- 空链表
错误处理
- 只有一个结点
直接释放该结点即可
- 有两个结点以上的链表
先找到最后一个结点,记录最后一个结点的前一个 然后释放最后一个结点,再将最后一个的前一个指针域置为NULL
代码实现:
void SLTPopBack(SLTNode** phead)
{//空链表assert(*phead);//只有一个结点if ((*phead)->next == NULL){free(*phead);*phead = NULL;}//有两个结点以上的链表else{SLTNode* tail = *phead;SLTNode* tailprev = NULL;//记录最后一个的前一个while (tail->next != NULL){tailprev = tail;tail = tail->next;}free(tail);tail = NULL;tailprev->next = NULL;}
}
单链表的头删
头删时要注意两种情况分别是
- 空链表
错误处理
- 有一个或多个结点
先将头指针移动到第二个结点(只有一个结点第二个结点即为NULL也符合逻辑)的位置,在释放该结点
代码实现:
void SLTPopFront(SLTNode** phead)
{//空assert(*phead);//一个和多个结点处理逻辑一样SLTNode* newhead = (*phead)->next;free(*phead);*phead = newhead;
}
在指定位置之前插入
位置由自己指定
比如链表元素 1 2 3 4 在2的位置之前插入6 链表变为1 6 2 3 4
插入之前首先要找到该元素结点的位置
单链表查找
SLTNode* SLTNodeFind(SLTNode* phead, ElemType x)
{assert(phead);SLTNode* pos = phead;while (pos){if (pos->data == x){return pos;}pos = pos->next;}//没有该元素return NULL;
}
然后根据查找到元素的结点位置进行插入
插入
在指定位置插入时要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置
- 指定位置不存在
错误处理
- 指定的位置是第一个结点
复用头插即可
- 其他情况下插入
申请新节点 找到pos的前一个结点 将新结点连接接起来
void SLTInsert(SLTNode** phead, SLTNode* pos, ElemType x)
{assert(*phead);assert(pos);if (pos == *phead){SLTPushFront(phead, x);}else{//申请结点SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);//找pos的前一个SLTNode* cur = *phead;SLTNode* posprev = NULL;while (cur != pos){posprev = cur;cur = cur->next;}posprev->next = newnode;newnode->next = pos;}
}
在指定位置之后插
比如链表元素 1 2 3 4 在2的位置之后插入6 链表变为1 2 6 3 4
和指定位置之前插入一样,首先要找到该元素结点的位置在进行插入
在指定位置后插入要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置
- 指定位置不存在
错误处理
- 其他情况下插入
这里不用考虑插入的位置是最后一个结点的位置,这样首先要遍历链表进行判断,在复用尾插,代价太大。
代码实现:
void SLTInsertAfter( SLTNode* pos, ElemType x)
{assert(pos);//申请新结点SLTNode* newnode = NewSLTNode(x);newnode->next = pos->next;pos->next = newnode;
}
删除指定位置元素
删除指定位置和插入指定位置一样,需要先查找到该元素结点的位置
比如链表元素 1 2 3 4 删除2的位置链表变为 1 3 4
删除pos位置要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置
- 指定位置不存在
错误处理
- 指定位置是第一个结点
复用头删
- 其他情况下删除指定位置
代码实现:
void SLTErase(SLTNode** phead, SLTNode* pos)
{//空链表assert(*phead);// 指定位置不存在assert(pos); //复用头删if (pos == *phead){SLTPopFront(phead);}else{//找pos前一个SLTNode* cur = *phead;SLTNode* prevpos = NULL;while (cur != pos){prevpos = cur;cur = cur->next;}prevpos->next = pos->next;free(pos);}
}
删除指定位置之后的元素
比如链表元素 1 2 3 4 删除2之后位置 链表变为 1 2 4
删除指定位置之后的元素分别要考虑以下情况
- 空链表
不需要做处理 因为空链表找不到指定的位置
- 指定位置不存在
错误处理
- 是否是尾结点
错误处理
- 其他情况下删除指定位置之后
代码实现:
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{assert(pos);assert(pos->next);SLTNode* posnesxt = pos->next;pos->next = posnesxt->next;free(posnesxt);posnesxt = NULL;
}
顺序输出链表
void SLTNodePrintf(SLTNode* phead)
{SLTNode* tail = phead;while (tail != NULL){printf("%d " , tail->data);tail = tail->next;}printf("\n");
}
销毁单链表
void SLTNodeDestory(SLTNode** phead)
{assert(*phead);SLTNode* cur = *phead;SLTNode* curnext = NULL;while (cur != NULL){curnext = cur->next;free(cur);cur = curnext;}
}
顺序表和单链表的区别
不同点 | 顺序表 | 链表 |
---|---|---|
存储空间上 | 物理上一定连续 | 逻辑上连续,物理上不一定连续 |
随机访问 | O(1) | O(n) |
任意位置插入或删除 | 可能需要挪动数据,效率太低O(n) | 只需要修改指针指向即可 |
插入元素 | 动态顺序表,空间不够时需要扩容 | 没有容量概念,用多少申请多少 |
应用场景 | 元素高效存储+频繁访问 | 频繁在任意位置插入和删除 |
关于指针传参
当你传递一个参数给函数的时候,这个参数会不会在函数内被改动决定了函数参数形式
- 如果需要改动,则需要传指向这个参数的指针
比如单链表的头插,尾插、头删等,都需要改变头指针的指向位置,也就是这个参数需要被改动,那么传这个参数的指针 - 如果不用被改动,可以直接传递这个参数
比如单链表中的查找和打印,直接传参数就可以了,查找和打印,不用修改里面的内容