【学习笔记之数据结构】链表

简介: 【学习笔记之数据结构】链表

链表基础介绍


  链表是一种物理存储结构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。

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链表在内存空间上不一定是连续的,也没必要是连续的,但是链表在逻辑上一定是连续的。通过找到指针建立逻辑顺序。


链表分类

  单向、双向:


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  带头、不带头


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循环、不循环


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单向双向、带头不带头、循环不循环这三个可以相互组合,一个可以构成八种类型的链表。最常用链表是不带头单向不循环链表和带头双向循环链表。

 不带头单向不循环链表:结构最简单,一般不会单独用来存数据。实际中多用来做其他数据结构的子结构。

 带头双向循环链表:结构最复杂,一般单独用来存数据。该链表虽然结构复杂,但是具备很多优势,所以实际开发中使用的链表多是这种链表。


代码实例:

不带头单向不循环链表


#pragma once


#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode {
  SLTDataType data;
  struct SListNode* next;
}SListNode;
//动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDataType x);
//创建单链表
SListNode* CreateSListNode(int x);
//单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist);
//尾插尾删
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDataType x);
void SListPopBack(SListNode** pplist);
//头插头删
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDataType x);
void SListPopFront(SListNode** pplist);
//查找
SListNode* SlistFind(SListNode* pos, SLTDataType x);
//在pos位置插入删除
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x);
void SListEraseAfter(SListNode* pos);
//单链表销毁
void SListDestroy(SListNode** pplist);
#include "SList.h"
void testSList() {
  SListNode* plist = CreateSListNode(5);
  SListPrint(plist);
  SListPushBack(&plist, 20);
  SListPushBack(&plist, 10);
  SListPrint(plist);
  SListPopBack(&plist);
  SListPrint(plist);
  SListPushFront(&plist, 7);
  SListPushFront(&plist, 7);
  SListPrint(plist);
  SListPopFront(&plist);
  SListPrint(plist);
  SListNode* p = SlistFind(plist, 3);
  SListInsertAfter(p, 50);
  SListPrint(plist);
  SListEraseAfter(p);
  SListPrint(plist);
  SListDestroy(&plist);
}
int main() {
  testSList();
  return 0;
}
#include "SList.h"
SListNode* BuySListNode(SLTDataType x) {
  SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
  if (newnode == NULL) {
    perror("malloc fail");
    exit(-1);
  }
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL; 
  return newnode;
}
SListNode* CreateSListNode(int x) {
  SListNode* phead = NULL, * ptail = NULL;
  for (int i = 0; i < x; i++) {
    SListNode* newnode = BuySListNode(i);
    if (phead == NULL) {
      ptail = phead = newnode;
    }
    else {
      ptail->next = newnode;
      ptail = newnode;
    }
  }
  return phead;
}
void SListPrint(SListNode* phead) {
  SListNode* cur = phead;
  while (cur != NULL) {
    printf("%d->", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("NULL\n");
}
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDataType x) {
  SListNode* newnode = BuySListNode(x);
  if (*pplist == NULL) {
    *pplist = newnode;
  }
  else {
    SListNode* ptail = *pplist;
    while (ptail->next != NULL) {
      ptail = ptail->next;
    }
    ptail->next = newnode;
  }
}
void SListPopBack(SListNode** pplist) {
  assert(*pplist);
  SListNode* ptail = *pplist;
  while (ptail->next->next != NULL) {
    ptail = ptail->next;
  }
  free(ptail->next);
  ptail->next = NULL;
}
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDataType x) {
  SListNode* newnode = BuySListNode(x);
  newnode->next = *pplist;
  *pplist = newnode;
}
void SListPopFront(SListNode** pplist) {
  assert(*pplist);
  SListNode* next = (*pplist)->next;
  free(*pplist);
  *pplist = next;
}
SListNode* SlistFind(SListNode* pos, SLTDataType x) {
  SListNode* cur = pos;
  while (cur) {
    if (cur->data == x) {
      return cur;
    }
    cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x) {
  assert(pos);
  /*if(pos->next){
    SListNode* newnode = BuySListNode(x);
    SListNode* cur = pos->next;
    pos->next = newnode;
    newnode->next = cur;
  }
  else {
    SListNode* newnode = BuySListNode(x);
    pos->next = newnode;
  }*/
  SListNode* newnode = BuySListNode(x);
  newnode->next = pos->next;
  pos->next = newnode;
}
void SListEraseAfter(SListNode* pos) {
  assert(pos);
  SListNode* cur = pos->next->next;
  pos->next = cur;
}
void SListDestroy(SListNode** pplist) {
  SListNode* cur = *pplist;
  while (cur) {
    SListNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  *pplist = NULL;
}

带头双向循环链表

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
//带头双向循环链表
typedef int LTDataType;
typedef struct DoubleListNode
{
  struct DoubleListNode* next;
  struct DoubleListNode* prev;
  LTDataType data;
}DLTNode;
DLTNode* BuyListNode(LTDataType x);
//创建返回链表的头结点
DLTNode* ListCreate();
//双向链表打印
void ListPrint(DLTNode* plist);
//双向链表销毁
void ListDestory(DLTNode* plist);
//双向链表尾插
void ListPushBack(DLTNode* plist, LTDataType x);
//双向链表尾删
void ListPopBack(DLTNode* plist);
//双向链表头插
void ListPushFront(DLTNode* plist, LTDataType x);
//双向链表头删
void ListPopFront(DLTNode* plist);
//双向链表查找
DLTNode* ListFint(DLTNode* plist, LTDataType x);
//双向链表在pos前插入
void ListInsert(DLTNode* pos, LTDataType x);
//双向链表删除pos位置结点
void ListErase(DLTNode* pos);
//判空
bool LTEmpty(DLTNode* plist);
//计数
size_t LTSize(DLTNode* plist);


#include "DSList.h"
DLTNode* BuyListNode(LTDataType x) 
{
  DLTNode* node = (DLTNode*)malloc(sizeof(DLTNode));
  if (node == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    exit(-1);
  }
  node->data = x;
  node->next = NULL;
  node->prev = NULL;
  return node;
}
DLTNode* ListCreate()
{
  DLTNode* phead = BuyListNode(-1);
  phead->next = phead;
  phead->prev = phead;
  return phead;
}
void ListPrint(DLTNode* plist)
{
  assert(plist);
  DLTNode* cur = plist->next;
  while (cur != plist)
  {
    printf("%d ", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("\n");
}
void ListPushBack(DLTNode* plist, LTDataType x)
{
  assert(plist);
  DLTNode* newnode = BuyListNode(x);
  DLTNode* tail = plist->prev;
  tail->next = newnode;
  newnode->prev = tail;
  plist->prev = newnode;
  newnode->next = plist;
}
void ListPopBack(DLTNode* plist)
{
  assert(plist);
  assert(plist->next != plist);
  DLTNode* tail = plist->prev;
  plist->prev = tail->prev;
  tail->prev->next = plist;
  free(tail);
}
void ListPushFront(DLTNode* plist, LTDataType x)
{
  assert(plist);
  DLTNode* newnode = BuyListNode(x);
  DLTNode* head = plist->next;
  plist->next = newnode;
  newnode->prev = plist;
  head->prev = newnode;
  newnode->next = head;
}
void ListPopFront(DLTNode* plist)
{
  assert(plist);
  assert(plist->next != plist);
  DLTNode* head = plist->next;
  plist->next = head->next;
  head->next->prev = plist;
  free(head);
}
DLTNode* ListFint(DLTNode* plist, LTDataType x)
{
  assert(plist);
  DLTNode* cur = plist->next;
  while (cur != plist)
  {
    if (cur->data == x)
      return cur;
    cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}
void ListInsert(DLTNode* pos, LTDataType x)
{
  assert(pos);
  DLTNode* newnode = BuyListNode(x);
  DLTNode* cur = pos->prev;
  pos->prev = newnode;
  newnode->next = pos;
  cur->next = newnode;
  newnode->prev = cur;
}
void ListErase(DLTNode* pos)
{
  assert(pos);
  DLTNode* cur = pos;
  cur->prev->next = cur->next;
  cur->next->prev = cur->prev;
  free(pos);
}
void ListDestory(DLTNode* plist)
{
  assert(plist);
  DLTNode* cur = plist->next;
  while (cur != plist)
  {
    DLTNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  free(plist);
}
bool LTEmpty(DLTNode* plist)
{
  assert(plist);
  return plist->next == plist;
}
size_t LTSize(DLTNode* plist)
{
  assert(plist);
  size_t size = 0;
  DLTNode* cur = plist->next;
  while (cur != plist) {
    size++;
    cur = cur->next;
  }
  return size;
}
#include "DSList.h"
int main() 
{
  DLTNode* plist = ListCreate();
  ListPushBack(plist, 1);
  ListPushBack(plist, 2);
  ListPushBack(plist, 3);
  ListPrint(plist);
  ListPopBack(plist);
  ListPrint(plist);
  ListPushFront(plist, 30);
  ListPushFront(plist, 20);
  ListPushFront(plist, 10);
  ListPrint(plist);
  ListPopFront(plist);
  ListPrint(plist);
  printf("%d\n", ListFint(plist, 1)->data);
  DLTNode* pos = ListFint(plist, 1);
  ListInsert(pos, 7);
  ListPrint(plist);
  ListErase(pos);
  ListPrint(plist);
  ListDestory(plist);
  return 0;
}
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