单链表相关操作（插入，删除，查找）

通过上一节我们知道顺序表的优点：

可随机存储（O(1)）：查找速度快

存储密度高：每个结点只存放数据元素，而单链表除了存放数据元素之外，还需存储指向下一个节点的指针

http://t.csdn.cn/p7OQf

但是顺序表也有明显的缺点，就是需要大片的连续空间，改变容量不方便，所以出现了单链表

目录

一.初始化单链表

二.插入结点

1.带头结点的插入

2.不带头结点的插入：不存在第’0‘个结点，因此i=1时，需要特殊处理

补充:带头结点

指针结点的后插操作

指针的前插操作

三.删除结点

1.带头节点的删除

2.不带头节点的删除

3.删除指定节点

四.单链表的查找

1.按位查找：查找第i个节点的值

2.按值查找：查找链表中是否有元素e

补充：求表的长度

一.初始化单链表

typedef struct LNode{ElemType data;    //每个节点存放一个数据元素struct LNode *next;//指针指向下一个节点
}LNode,*LinkList;
//这里的LinkList==》typedef struct LNode *LinkList,定义一个指向结构体的指针
//在这里
//LNode *L与LinkList L;//都是表示指向单链表第一个节点的指针
//LNode *L强调的是一个节点
//LinkList L强调的是一个单链表/*不带头节点的单链表
bool InitList(LinkList &L)
{L=NULL;//防止空间中存在脏数据return true;}bool Empty(LinkList L)
{return (L=NULL);
}void test()
{LinkList L;InitList(L);}
*///带头结点的单链表
LinkList InitList(LinkList &L)
{L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));//分配一个头结点if(L==NULL)return NULL;L->next=NULL;//声明一个指向单链表的指针return L;}bool Empty(LinkList L)
{if(L->next==NULL){return true;}    elsereturn false;}
//我们可以把头结点看作第0个结点，这样写代码更加方便

二.插入结点

1.带头结点的插入

bool ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)//i表示插入的位置，e表示插入的元素
{if(i<1){return false;}LNode *p;//指针p指向当前扫描到的结点int j=0;//当前p指向的是第几个结点p=L;    //指向头节点，头节点是第0个节点while(p!=NULL && j<i-1)//循环找到第i-1个结点{p=p->next;j++;}if(p==NULL){return false;}LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));s->data=e;s->next=p->next;p->next=s;return true;}

若先p->next=s，再s->next=p->next,即

 带头结点的插入

最好情况：插在表头O(1)

最坏情况：插在表尾O(n)

平均情况：O(n)

2.不带头结点的插入：不存在第’0‘个结点，因此i=1时，需要特殊处理

bool ListInsert(LinkList &L,int i,ElemType e)
{if(i<1)return false;if(i==1)//插入第1个结点的操作与其他节点操作不同    {LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));s->data=e;s->next=L;L=s;//头指针指向新结点return true;}LNoden *p;int j=1;//除了这里j=1和带头结点的指针不同,其他是相同的p=L;while(p！=NULL && j<i-1){p=p->next;j++;}if(p==NULL){return false;}LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));s->data=e;s->next=p->next;p->next=s;return true;
}

删除第一个元素时，需要更改头指针L 

补充:带头结点

指针结点的后插操作

//在p结点之后,插入元素e
bool InsertNextNode(LNode *p,ElemType e)
{if(p==NULL)return false;LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));if(s=NULL)//如果内存分配失败，如内存不足等return false;s->data=e;s->next=p->next;    p->next=s;return true;}

 指针的前插操作

1.第一种方法：通过前驱节点完成前插操作

需要传入头节点才能找到p的前驱结点，即

bool InsertPriorNode(LinkList L,LNode *p,ElemType e)

bool InsertPriorNode(LinkList L,LNode *p,ElemType e)
{if(p==NULL)return false;LNode *s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));if(s==NULL)return false;LNode *current=L;while(current->next!=p)current=current->next;s->data=e;s->next=current->next;current->next=s;return true;
}

 在这里时间复杂度为O(n)，如何减小时间复杂度，可以用第二种方法

2.第二种方法：通过结点的数据交换完成前插操作

bool InsertPriorNode(LNode *p,ElemType e)
{if(p==NULL)return false;LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));if(s==NULL)return false;s->next=p->next;p->next=s;    //新节点s连到p之后s->data=p->data;//将p中元素复制到s中p->data=e;//p中元素覆盖为ereturn true;}

 关键在于s->data=p->data;p->data=e;这样实现了两节点的数据交换，实现了在p结点前插入e元素，同时这里的时间复杂度是O（1）

所以对于插入节点可以观察到如下两个规律

1.先后再前

s->next=p->next;

p->next=s;

2.先小后大

在第一个节点插入

s->next=L;

L=s        //头指针指向新插入的节点s 

三.删除结点

1.带头节点的删除

bool ListDelete(LinkList &L,int i,ElemType &e)
{if(i<1){return false;}LNode *p=L;int j=0;while(p!=NULL && j<i-1)//这里是寻找要删除结点的前驱结点{p=p->next;j++;}    if(p==NULL)return false;if(p->next==NULL)//如果要删除结点的前驱结点为NULL,那么删除就无意义了return false;LNode *q=p->next;//令q指向被删除结点e=q->data;//用e返回元素的值p->next=q->next;//将*q结点从链表中断开free(q);//释放qreturn true;
}

最好时间复杂度为O(1)：删除第一个节点

最坏和平均时间复杂度为O(n)

2.不带头节点的删除

bool ListDelete(LinkList& L, int i, ElemType& e) {if (i < 1)return false;if (i == 1) {    LNode* p = L;L = L->next;free(p);return true;}LNode* p = L;int j = 1;while (p != NULL && j < i - 1) {//寻找删除节点的前驱节点p = p->next;j++;}if (p == NULL || p->next == NULL)return false;LNode* q = p->next;e = q->data;p->next = q->next;free(q);return true;
}

 3.删除指定节点

//删除指定节点p
bool DeleteNode(LNode *p)
{if(p==NULL)return false;LNode *q=p->next;    //    令q指向*p的后继节点q->data=p->next->data;p->next=q->next;//将*q节点从链中断开free(q);//释放后继节点的存储空间return true;}
//如果p的后继节点刚好为NULL,那么p->next->data指向空所以这段代码对此情况不适用
//针对此情况还是要找到其前驱节点，然后进行删除

找前驱节点进行删除

bool DeleteNode(LinkList L, LNode* p, ElemType& e) {if (p == NULL)return false;LNode* q = L;while (q->next != p)q = q->next;q->next = NULL;e = p->data;free(p);return true;
}

四.单链表的查找

1.按位查找：查找第i个节点的值

LNode *GetElem(LinkList L,int i)
{if(i<0)return false;LNode *p=L;int j=0;while(p!=NULL && j<i)//循环找到第i个节点{p=p->next;j++;}return p;}

平均时间复杂度O(n)

2.按值查找：查找链表中是否有元素e

LNode *LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{LNode *p=L->next;//从第一个节点开始查找数据域为e的节点while(p!=NULL && p->data!=e)p=p->next;return p;//找到后返回该节点的指针，否则为NULL
}

平均时间复杂度O(n)

补充：求表的长度

int length(LinkList L)
{int len=0;LNode *p=L;while(p!=NULL){p=p->next;len++;}return len;}

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