【C语言入门数据结构】单链表(一)原理介绍

简介: 链表概念,分类,及简单链接

🎈今日心语:你所看到的惊艳,都曾被平庸所历练。



前言:

继【数据结构基础】顺序表 ,我们来介绍链表的相关内容。


目录:


1、链表

  • 顺序表(数组)的缺陷及思考
    缺陷:
  1. 中间/头部插入删除,需要移动的元素很多,浪费算力,时间复杂度为O(N),
  2. 扩容需要申请新空间(尤其是异地扩容)可能会有空间的浪费,拷贝数据,释放旧空间。会有不小的消耗。
  3. 增容一般是呈2倍的增长,势必会有一定的空间浪费。例如当前容量100,满了以后增容到200,我们再继续插入了5个数据,后面没有数据插入了,那么就浪费了95个数据空间。而多次少量扩容,又会使程序复杂化。

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。


1.1 链表的概念及结构

概念:链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的 。

  • 数据构成:

数据域:存放数据本身的信息。

指针域:存放指向下个结点的地址(指向直接后继的指针)。

结点:数据元素的存储映像。由数据域和指针域两部分组成。

n个结点通过指针域相互链接,组成一个链表

如图:

①头指针:永远指向链表中第一个结点的位置(如果链表有头结点,头指针指向头结点;否则,头指针指向首元结点)。

②头结点:一个不存任何数据的空结点,通常作为链表的第一个结点,它的数据域一般不存放数据。(头结点不是必须的。)

③首元结点:链表中第一个元素所在的结点,它是头结点后边的第一个结点。

  • 逻辑结构:

  • 物理结构:

实际中,是没有上面的箭头的

如图,n1,n2,n3,n4是指针变量,接收了开辟的结点,现在要将结点链接起来,就要把n2给了n1的next,依次类推。

注意:

1、链式结构在逻辑上是连续的,但在物理上不一定连续

2、现实中的结点一般都是从堆上申请出来的

3、从堆上申请的空间,是按照一定的策略来分配的,两次申请的空间可能连续,也可能不连续。


1.2 链表的分类

实际中链表的结构非常多样,以下情况组合起来就有8种链表结构:

  1. 单向或者双向

  1. 带头或者不带头

  1. 循环或者非循环

虽然有这么多的链表的结构,但是我们实际中最常用还是两种结构:

  1. 无头单向非循环链表:结构简单,一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构,如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
  2. 带头双向循环链表:结构最复杂,一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构,都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂,但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势,实现反而简单了,后面我们代码实现了就知道了。

1.3简单实现链表链接:

  • 义结点 :

  • 测试部分:

  • BuySLTNode 开辟空间函数封装:

由于上面创建结点,n1,n2,n3,n4需要一个一个创建,比较复杂,故我们封装一个函数,使得可以创建n个结点:

  • CreateSList创建结点函数封装

  • 打印链表中的data和next指向的地址:

  • 使用函数栈帧整体介绍:


phead和ptail存了第一个结点的地址,
phead为了方便返回,ptail为了方便链接
ptail->next指向下一个结点,存放该结点的地址,
然后ptail指向新的结点
最后,phead指向头结点,ptail指向尾结点
当CreateSList函数调用结束后,该函数的栈帧销毁,局部变量phead,ptail随之销毁
这样就找不到链表了,但是phead在销毁前,返回了,将指向的内容拷贝给了plist,这样plist就指向了链表的首结点,就可以找到链表了。
plist传参给新的phead,为了方便区分定义了一个指针变量cur,同样的SLPrint函数调用结束后,函数栈帧销毁,phead和cur随之一起销毁。
由此我们可以得出结论:

使用链表的时候一直保持一个指针指向头节点,链表的关键使头结点,顺序表的关键是结构。


结语:

这里本章内容就介绍完了,文章中某些内容我们之前有介绍,所以只是一笔带过,还请谅解。

希望以上内容对大家有所帮助👀,如有不足望指出🙏

前路漫漫!努力变强💪💪 吧!!


相关文章
|
22天前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
109 9
|
21天前
|
存储 搜索推荐 算法
【数据结构】树型结构详解 + 堆的实现(c语言)(附源码)
本文介绍了树和二叉树的基本概念及结构,重点讲解了堆这一重要的数据结构。堆是一种特殊的完全二叉树,常用于实现优先队列和高效的排序算法(如堆排序)。文章详细描述了堆的性质、存储方式及其实现方法,包括插入、删除和取堆顶数据等操作的具体实现。通过这些内容,读者可以全面了解堆的原理和应用。
60 16
|
21天前
|
C语言
【数据结构】二叉树(c语言)(附源码)
本文介绍了如何使用链式结构实现二叉树的基本功能,包括前序、中序、后序和层序遍历,统计节点个数和树的高度,查找节点,判断是否为完全二叉树,以及销毁二叉树。通过手动创建一棵二叉树,详细讲解了每个功能的实现方法和代码示例,帮助读者深入理解递归和数据结构的应用。
72 8
|
24天前
|
存储 C语言
【数据结构】手把手教你单链表(c语言)(附源码)
本文介绍了单链表的基本概念、结构定义及其实现方法。单链表是一种内存地址不连续但逻辑顺序连续的数据结构,每个节点包含数据域和指针域。文章详细讲解了单链表的常见操作,如头插、尾插、头删、尾删、查找、指定位置插入和删除等,并提供了完整的C语言代码示例。通过学习单链表,可以更好地理解数据结构的底层逻辑,提高编程能力。
50 4
|
24天前
|
C语言
【数据结构】双向带头循环链表(c语言)(附源码)
本文介绍了双向带头循环链表的概念和实现。双向带头循环链表具有三个关键点:双向、带头和循环。与单链表相比,它的头插、尾插、头删、尾删等操作的时间复杂度均为O(1),提高了运行效率。文章详细讲解了链表的结构定义、方法声明和实现,包括创建新节点、初始化、打印、判断是否为空、插入和删除节点等操作。最后提供了完整的代码示例。
40 0
|
13天前
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
21 1
|
16天前
|
存储 算法 Java
数据结构的栈
栈作为一种简单而高效的数据结构,在计算机科学和软件开发中有着广泛的应用。通过合理地使用栈,可以有效地解决许多与数据存储和操作相关的问题。
|
19天前
|
存储 JavaScript 前端开发
执行上下文和执行栈
执行上下文是JavaScript运行代码时的环境,每个执行上下文都有自己的变量对象、作用域链和this值。执行栈用于管理函数调用,每当调用一个函数,就会在栈中添加一个新的执行上下文。
|
21天前
|
存储
系统调用处理程序在内核栈中保存了哪些上下文信息?
【10月更文挑战第29天】系统调用处理程序在内核栈中保存的这些上下文信息对于保证系统调用的正确执行和用户程序的正常恢复至关重要。通过准确地保存和恢复这些信息,操作系统能够实现用户模式和内核模式之间的无缝切换,为用户程序提供稳定、可靠的系统服务。
47 4
|
1月前
|
算法 程序员 索引
数据结构与算法学习七:栈、数组模拟栈、单链表模拟栈、栈应用实例 实现 综合计算器
栈的基本概念、应用场景以及如何使用数组和单链表模拟栈,并展示了如何利用栈和中缀表达式实现一个综合计算器。
33 1
数据结构与算法学习七:栈、数组模拟栈、单链表模拟栈、栈应用实例 实现 综合计算器
下一篇
无影云桌面