【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
|
2天前
|
存储 算法 C语言
数据结构基础详解(C语言): 二叉树的遍历_线索二叉树_树的存储结构_树与森林详解
本文从二叉树遍历入手,详细介绍了先序、中序和后序遍历方法,并探讨了如何构建二叉树及线索二叉树的概念。接着,文章讲解了树和森林的存储结构,特别是如何将树与森林转换为二叉树形式,以便利用二叉树的遍历方法。最后,讨论了树和森林的遍历算法,包括先根、后根和层次遍历。通过这些内容,读者可以全面了解二叉树及其相关概念。
|
2天前
|
存储 机器学习/深度学习 C语言
数据结构基础详解(C语言): 树与二叉树的基本类型与存储结构详解
本文介绍了树和二叉树的基本概念及性质。树是由节点组成的层次结构,其中节点的度为其分支数量,树的度为树中最大节点度数。二叉树是一种特殊的树,其节点最多有两个子节点,具有多种性质,如叶子节点数与度为2的节点数之间的关系。此外,还介绍了二叉树的不同形态,包括满二叉树、完全二叉树、二叉排序树和平衡二叉树,并探讨了二叉树的顺序存储和链式存储结构。
|
2天前
|
存储 C语言
数据结构基础详解(C语言): 栈与队列的详解附完整代码
栈是一种仅允许在一端进行插入和删除操作的线性表,常用于解决括号匹配、函数调用等问题。栈分为顺序栈和链栈,顺序栈使用数组存储,链栈基于单链表实现。栈的主要操作包括初始化、销毁、入栈、出栈等。栈的应用广泛,如表达式求值、递归等场景。栈的顺序存储结构由数组和栈顶指针构成,链栈则基于单链表的头插法实现。
|
2天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕实战代码_循环单链表和循环双链表
本文档详细介绍了用C语言实现循环单链表和循环双链表的相关算法。包括循环单链表的建立、逆转、左移、拆分及合并等操作;以及双链表的建立、遍历、排序和循环双链表的重组。通过具体示例和代码片段,展示了每种算法的实现思路与步骤,帮助读者深入理解并掌握这些数据结构的基本操作方法。
|
2天前
|
算法 C语言 开发者
C语言手撕实战代码_单链表
本文档详细介绍了使用C语言实现单链表的各种基本操作和经典算法。内容涵盖单链表的构建、插入、查找、合并及特殊操作,如头插法和尾插法构建单链表、插入元素、查找倒数第m个节点、合并两个有序链表等。每部分均配有详细的代码示例和注释,帮助读者更好地理解和掌握单链表的编程技巧。此外,还提供了判断子链、查找公共后缀等进阶题目,适合初学者和有一定基础的开发者学习参考。
|
2天前
|
存储 C语言
数据结构基础详解(C语言): 树与二叉树的应用_哈夫曼树与哈夫曼曼编码_并查集_二叉排序树_平衡二叉树
本文详细介绍了树与二叉树的应用,涵盖哈夫曼树与哈夫曼编码、并查集以及二叉排序树等内容。首先讲解了哈夫曼树的构造方法及其在数据压缩中的应用;接着介绍了并查集的基本概念、存储结构及优化方法;随后探讨了二叉排序树的定义、查找、插入和删除操作;最后阐述了平衡二叉树的概念及其在保证树平衡状态下的插入和删除操作。通过本文,读者可以全面了解树与二叉树在实际问题中的应用技巧和优化策略。
|
2天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕数据结构代码_顺序表_静态存储_动态存储
本文介绍了基于静态和动态存储的顺序表操作实现,涵盖创建、删除、插入、合并、求交集与差集、逆置及循环移动等常见操作。通过详细的C语言代码示例,展示了如何高效地处理顺序表数据结构的各种问题。
|
2天前
|
存储 C语言
C语言程序设计核心详解 第十章:位运算和c语言文件操作详解_文件操作函数
本文详细介绍了C语言中的位运算和文件操作。位运算包括按位与、或、异或、取反、左移和右移等六种运算符及其复合赋值运算符,每种运算符的功能和应用场景都有具体说明。文件操作部分则涵盖了文件的概念、分类、文件类型指针、文件的打开与关闭、读写操作及当前读写位置的调整等内容,提供了丰富的示例帮助理解。通过对本文的学习,读者可以全面掌握C语言中的位运算和文件处理技术。
|
2天前
|
存储 C语言
C语言程序设计核心详解 第七章 函数和预编译命令
本章介绍C语言中的函数定义与使用,以及预编译命令。主要内容包括函数的定义格式、调用方式和示例分析。C程序结构分为`main()`单框架或多子函数框架。函数不能嵌套定义但可互相调用。变量具有类型、作用范围和存储类别三种属性,其中作用范围分为局部和全局。预编译命令包括文件包含和宏定义,宏定义分为无参和带参两种形式。此外,还介绍了变量的存储类别及其特点。通过实例详细解析了函数调用过程及宏定义的应用。
|
8天前
|
Linux C语言
C语言 多进程编程(三)信号处理方式和自定义处理函数
本文详细介绍了Linux系统中进程间通信的关键机制——信号。首先解释了信号作为一种异步通知机制的特点及其主要来源,接着列举了常见的信号类型及其定义。文章进一步探讨了信号的处理流程和Linux中处理信号的方式,包括忽略信号、捕捉信号以及执行默认操作。此外,通过具体示例演示了如何创建子进程并通过信号进行控制。最后,讲解了如何通过`signal`函数自定义信号处理函数,并提供了完整的示例代码,展示了父子进程之间通过信号进行通信的过程。