【数据结构】线性表之单链表(讲解实现——带动图理解)(1)

简介: 单链表单链表的优点1.头部和中间插入或删除数据效率高,无需挪动。2.按照需求申请释放空间,无需担心空间不够用。单链表的缺点1.不可以进行下标随机访问。2.复杂度是O(n)3.反向遍历困难单链表是线性表的一种,单链表是链式存储的线性表,不同于单链表,链表在内存空间中不连续,而是由结构体内的next指针下一条数据进行链接🧐

单链表

  • 单链表的优点

1.头部和中间插入或删除数据效率高,无需挪动。

2.按照需求申请释放空间,无需担心空间不够用。

  • 单链表的缺点

1.不可以进行下标随机访问。

2.复杂度是O(n)

3.反向遍历困难

单链表是线性表的一种,单链表是链式存储的线性表,不同于单链表,链表在内存空间中不连续,而是由结构体内的next指针下一条数据进行链接🧐

PS:需要源码直接通过目录跳转到最后

单链表主体结构

默认大小与扩容大小还有类型都可以是任意大小或类型

typedef int LLDataType;       //数据类型
typedef struct LinkedList
{
  LLDataType data;          //用于存放数据
  struct LinkedList* next;      //指向下一个数据
}LinkedList;

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单链表操作函数介绍

void printLL(LinkedList* Phead); //打印单链表

void LLPushBack(LinkedList** PPhead, LLDataType x); //尾插

void LLPushFront(LinkedList** PPhead, LLDataType x); //头插

void LLPopBack(LinkedList** PPhead); //尾删

void LLPopFront(LinkedList** PPhead); //尾插

LinkedList* LListFind(LinkedList* phead, LLDataType x); //查找

void SListInsertAfter(LinkedList* pos, LLDataType x); //在指定位置后插入

void SListEraseAfter(LinkedList* pos); //删除指定位置后的一个表

void SListDestroy(LinkedList** Phead); //销毁单链表

void SListInsertFront(LinkedList** Phead, LinkedList* pos, LLDataType x); //在指定位置前插入

void SListErase(LinkedList** PPhead, LinkedList* pos); //删除指定位置数据

为了代码方便阅读,讲单链表操作函数全部放在LinkedList.c文件中,将头文件放在LinkedList.h,测试文件test.c 😮

单链表操作函数实现

为了方便调试,建议每写完1-2个函数就进行测试,初始化之后,首先实现print函数可以方便我们进行调试。

单链表的初始化:

LinkedList *Phead = NULL; //未进行插入之前,头结点指针指向NULL

必须先进性初始化,讲链表指向NULL避免野指针问题。

打印函数

写完插入立马写打印,方便进行调试

void printLL(LinkedList* Phead)
{
  while (Phead!=NULL)
  {
    printf("%d->", Phead->data);
    Phead = Phead->next;
  }
  printf("NULL");
}

单链表插入函数:

头插

头插将新结点插入到头结点

1.如果头结点不为空,头结点改为新插入的结点,原本的第一个位置的结点需要连接到新结点的next。

2.如果头结点为空,那么直接将新结点给到头结点指针phead

  • 既然有插入就一定会有空间不够用的问题,这里用到检查空间是否够用的一个函数
LinkedList* BuyNewNode(LLDataType x)    //申请一个新结点并将next指向空
{
  LinkedList* ret = (LinkedList*)malloc(sizeof(LinkedList));
  if (ret == NULL)
  {
    perror("Malloc:");
    return NULL;
  }
  ret->data = x;
  ret->next = NULL;
  return ret;
}
void LLPushFront(LinkedList** PPhead, LLDataType x)
 // 使用二级指针是因为我们要改变头结点,所有必须要使用头结点的指针来改变。
{
  assert(PPhead);     
  LinkedList* NewNode = BuyNewNode(x);
  if (*PPhead == NULL)
  {
    *PPhead = NewNode;
  }
  else
  {
    NewNode->next = *PPhead;
    *PPhead = NewNode;
  }
}

头结点为空

  • 如果头结点为空,那么直接将新结点给到头结点指针phead


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头结点不为空

  • 如果头结点不为空,头结点改为新插入的结点,原本的第一个位置的结点需要连接到新结点的next。


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尾插

从最后一个结点后面插入新结点

  • 尾插也会用到申请新结点的函数,这里不重复了
void LLPushBack(LinkedList** PPhead, LLDataType x)
// 使用二级指针是因为我们要改变头结点,所有必须要使用头结点的指针来改变。
{
  assert(PPhead);
  LinkedList* NewNode = BuyNewNode(x);  //也用到了上面的BugNode不重复了
  if (*PPhead == NULL)
  {
    *PPhead = NewNode;
  }
  else
  {
    LinkedList* tail = *PPhead;
    while (tail->next != NULL)
    {
      tail = tail->next;
    }
    tail->next = NewNode;
  }
}

头结点不为空

  • 如果头结点不为空,先找到最后一个结点(指向NULL的就是最后一个结点),然后将新结点插入到最后一个结点的后面

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头结点为空

  • 如果头结点为空,那么直接将新结点给到头结点指针phead(与上面头插头结点为空相同)

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指定结点后插入和查找函数

相对上面两个简单,下面插入函数都需搭配查找结点函数使用,查找函数就是遍历,找到返回地址,比较简单,就不多描述了。

LinkedList* LListFind(LinkedList* phead, LLDataType x)
{
  assert(phead);
  LinkedList *ret = phead;
  while (ret->data != x)
  {
    if (ret == NULL)
    {
      return NULL;
    }
    ret = ret->next;
  }
  return ret;
}
void SListInsertAfter(LinkedList* pos, LLDataType x)
{
  assert(pos);
  LinkedList *newnode = BuyNewNode(x);
  newnode->next = pos->next;
  pos->next = newnode;
}


image.gif

单链表结点之前插入数据

void SListInsertFront(LinkedList** PPhead, LinkedList* pos, LLDataType x)
{
  assert(pos);
  assert(PPhead);
  if (*PPhead == NULL||*PPhead==pos)
  {
    LLPushFront(PPhead, x);
  }
  else
  {
    LinkedList* cur = *PPhead;
    while (cur->next != pos)
    {
      cur = cur->next;
    }
    LinkedList* newnode = BuyNewNode(x);
    newnode->next = cur->next;
    cur->next = newnode;
  }
}
  • 头结点为空或插入结点就是头结点指向的结点,直接复用头插函数即可

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