链表的概念及其结构
基本概念
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。这里以单链表为例,说明其特性，如图1:
- 存储空间不连续，数据元素之间使用指针相连，每个数据元素只能访问周围的一个元素；
- 长度不固定，可以任意增删；
- 要访问指定元素，要从头开始遍历元素，直到找到那个元素的位置，时间复杂度为O（N）
- 在指定的数据元素插入或删除，不需要移动其他元素，时间复杂度为O（1）
链表结构:
链表的结构非常多样，一下情况组合起来一共有8种链表结构:
1.单向，双向;2.带头，不带头;3.循环，非循环
单向:只包含指向下一个结点的指针，只能单向遍历;
双向:包含指向下一个结点的指针也包含指向前一个结点的指针,因此可以双向遍历;
带头:1.头结点是为了操作的统一和方便而设立的，放在链表第一个元素之前，其数据域大多无意义，但也可以用来保存链表长度。2.有了头结点，对链表头部的插入和删除操作就统一了。3.头结点不是链表的必要元素。
循环:将尾节点与首节点链接起来，形成了一个环状结构，在某些情况下会非常有用)
虽然有这么多链表的结构,但我们在实际运用中最常见到的还是两种结构:
这里由于篇幅原因,只讲解第一个无头单向非循环链表.
初始化链表
链表是由一个个结点链接而成，创建一个链表之前，我们首先要创建一个结点类型，该类型由两部分组成：数据域和指针域
typedef int SLTDateType; typedef struct SListNode { SLTDateType data; struct SListNode* next; }SListNode;
打印单链表
链表打印就是遍历一遍链表，只不过这里的遍历和数组有点不一样，链表的遍历是判断当前位置是不是为NULL，是就不打印了，不是就打印，通过·cur = cur->next·来移动当前位置。
代码实现如下：
//打印链表 void SListPrint(SListNode* plist) { SListNode* cur = plist;//接收头指针 while (cur != NULL)//判断链表是否打印完毕 { printf("%d->", cur->data);//打印数据 cur = cur->next;//指针指向下一个结点 } printf("NULL\n");//打印NULL，表明链表最后一个结点指向NULL }
增加结点
每当我们需要增加一个结点之前，我们必定要先申请一个新结点，然后再插入到相应位置，于是我们可以将该功能封装成一个函数。
//创建一个新结点，返回新结点地址 SListNode* BuySLTNode(SLTDataType x) { SListNode* node = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));//向新结点申请空间 if (node == NULL) { printf("malloc fail\n"); exit(-1); } node->data = x;//将数据赋值到新结点的数据域 node->next = NULL;//将新结点的指针域置空 return node;//返回新结点地址 }
头插
1.创建新结点 2.新结点指向原链表 3.头指针指向新结点;(注:2,3顺序不能颠倒,否则新结点将找不到原链表的地址)
//头插 void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDataType x) { SListNode* newnode = BuySLTNode(x);//申请一个新结点 newnode->next = *pplist;//让新结点的指针域指向地址为pos的结点的下一个结点 *pplist = newnode;//让地址为pos的结点指向新结点 }
尾插
1.创建新结点2.判断链表是否为空3.为空则让头指针指向新结点4.否则找到最后一个指针,指向新结点;
//尾插 void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDataType x) { SListNode* newnode = BuySLTNode(x);//申请一个新结点 if (*pplist == NULL)//判断是否为空表 { *pplist = newnode;//头指针直接指向新结点 } else { SListNode* tail = *pplist;//接收头指针 while (tail->next != NULL)//若某结点的指针域为NULL，说明它是最后一个结点 { tail = tail->next;指针指向下一个结点 } tail->next = newnode;//让最后一个结点的指针域指向新结点 } }
在给定位置之前插入
1.创建新结点;2.判断第一个是否是其指定的位置3.如果是再来个头插,否则,找到pos的前一个位置posPrev;4将其新结点插入到pos位置之前，posPrev之后;
//在给定位置之前插入 void SListInsertBefore(SListNode** pplist, SListNode* pos, SLTDataType x) { assert(pos);//确保传入地址不为空 SListNode* newnode = BuySLTNode(x);//申请一个新结点 if (pos == *pplist)//判断给定位置是否为头指针指向的位置 { newnode->next = pos;//让新结点的指针域指向地址为pos的结点 *pplist = newnode;//让头指针指向新结点 } else { SListNode* prev = *pplist;//接收头指针 while (prev->next != pos)//找到地址为pos的结点的前一个结点 { prev = prev->next; } newnode->next = prev->next;//让新结点的指针域指向地址为pos的结点 prev->next = newnode;//让前一个结点指向新结点 } }
在给定位置之后插入
1.创建新结点; 2.新结点的next指向pos的next；3.pos的next指向newnode;(注:2,3不能交换位置,否则将丢失pos之后的地址）
//在给定位置之后插入 void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x) { assert(pos);//确保传入地址不为空 SListNode* newnode = BuySLTNode(x);//申请一个新结点 newnode->next = pos->next;//让新结点的指针域指向地址为pos的结点的下一个结点 pos->next = newnode;//让地址为pos的结点指向新结点 }
删除结点
头删
1.判断链表是否为空;2.头指针指向第一个结点的next;3.释放第一个结点;
//头删 void SListPopFront(SListNode** pplist) { if (*pplist == NULL)//判断是否为空表 { return; } else { SListNode* tmp = *pplist;//记录第一个结点的位置 *pplist = (*pplist)->next;//让头指针指向第二个结点 free(tmp);//释放第一个结点的内存空间 tmp = NULL;//及时置空 } }
尾删
1.判断链表是否为空,为空则则停止删除;2.若只有一个结点,释放其结点,让其链表为空;3.若有两个或两个以上的结点,找到最后一个和其前驱;4.其前驱next为空,释放最后一个结点;
//尾删 void SListPopBack(SListNode** pplist) { if (*pplist == NULL)//判断是否为空表 { return; } else if ((*pplist)->next == NULL)//判断是否只有一个结点 { free(*pplist);//释放该结点 *pplist = NULL;//及时置空 } else { SListNode* prev = *pplist;//接收头指针 SListNode* tail = (*pplist)->next;//接收第二个结点的地址 while (tail->next != NULL)//当tail指向最后一个结点时停止循环 { prev = tail;//使prev始终指向tail的前一个结点 tail = tail->next;//tail指针后移 } free(tail);//释放最后一个结点 tail = NULL;//及时置空 prev->next = NULL;//将倒数第二个结点的指针域置空，使其成为新的尾节点 } }
删除给定位置的结点
1.判断链表是否为空;2.如果pos等于第一个结点,则采用头删;3.找出pos的前一个prev 4.将prev的next指向pos的next;5.释放pos;
//删除给定位置的值 void SListErasetCur(SListNode** pplist, SListNode* pos) { assert(pos);//确保传入地址不为空 if (pos == *pplist)//判断待删除的结点是否为第一个结点 { *pplist = pos->next;//让头指针指向第二个结点 free(pos);//释放第一个结点 pos=NULL;//及时置空 } else { SListNode* prev = *pplist;//接收头指针 while (prev->next != pos)//找到待删除结点的前一个结点 { prev = prev->next; } prev->next = pos->next;//让待删除的结点的前一个结点指向待删除结点的后一个结点 free(pos);//释放待删除结点 pos = NULL;//及时置空 } }
查找数据
//查找数据 SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDataType x) { SListNode* cur = plist;//接收头指针 while (cur != NULL)//遍历链表 { if (cur->data == x)//判断结点是否为待找结点 return cur;//返回目标结点的地址 cur = cur->next;//指针后移 } return NULL;//没有找到数据为x的结点 }
修改数据
//修改数据 void SListModify(SListNode* pos, SLTDataType x) { pos->data = x;//将结点的数据改为目标数据 }
