初阶数据结构(三)链表(下)

简介: 初阶数据结构(三)链表

3.3尾删

如果是空链表,我们可以直接使用断言。

一个节点直接释放掉plist.两个节点以上就首先需要找尾,先看下面这个代码。(**pphead就是plist)

上面这个代码找到尾后,直接把taill置空,肯定不行

free(taill)的本质是把tail指向的节点给free了,再把taill置空。出了作用域,taill销毁,那他前一个还是空。所以还需要找到taill的前一个。

以下两种解决办法都可以。

最终完整代码如下:

测试结果如下:

删除6个。

3.4头删

同理,头删与尾删大同小异,头删实现更简单。

测试结果如下:

3.5查找

查找实质还是遍历链表:

3.6在pos位置之前插入x

pos是任意一个节点,防止为空呢,我们先检查一下:

那他还有什么特殊情况呢,头插,尾插就是其中两种,其次处理pos在中间位置。

完整代码如下:

测试结果如下:在给定数字前面插它的十倍

3.7在pos位置以后插入x

要是后插就会便捷很多。因为他不可能实现头插,所以就会很简单。

如果是第一个代码:测试结果如下:

进入了死循环。

修改后完整代码如下:

测试结果如下:

3.8删除pos位置

删除部分就简单了。分情况,头删首先需要单独处理,其次尾删是不需要单独处理的,因为正常删就已经包含尾删情况了。

完整代码如下:

测试结果如下:

3.9删除pos的后一个位置

删后一个考虑的就是要找到前一个,处理好这个就简单了。其次有个坑,它删不了头。

完整代码:

4.单链表结构与顺序存储结构的优缺点

简单地对单链表结构和顺序存储结构做对比:

通过上面的对比,我们可以得出一些经验性的结论:

1.若线性表需要频繁查找,很少进行插入和删除操作时,宜采用顺序存储结构。若需要频繁插入和删除时,宜采用单链表结构。比如说游戏开发中,对于用户注册的个人信息,除了注册时插入数据外,绝大多数情况都是读取,所以应该考虑用顺序存储结构。而游戏中的玩家的武器或者装备列表,随着玩家的游戏过程中,可能会随时增加或删除,此时再用顺序存储就不太合适了,单链表结构就可以大展拳脚。当然,这只是简单的类比,现实中的软件开发,要考虑的问题会复杂得多。

2.当线性表中的元素个数变化较大或者根本不知道有多大时,最好用单链表给构。这样可以不需要考虑存储空间的大小问题。而如果事先知道线性表的大致长度,比如一年12个月,一周就是星期一至星期日共七天,这种用顺序存储结构效率会高很多。

总之,线性表的顺序存储结构和单链表结构各有其优缺点,不能简单地说哪个好,哪个不好,需要根据实际情况,来综合平衡采用哪种数据结构更能满足和达到需求和性能。

5.链表完整代码:

5.1 SList.h

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
  SLTDataType data;
  struct SListNode* next;
}SLTNode;
void SLTPrint(SLTNode* phead);
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x);
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);
//在pos位置之前插入x
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);
//在pos位置以后插入x
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);
//删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);
//删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

5.2 SList.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"SList.h"
//打印函数
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
  SLTNode* cur = phead;
  //while (cur != NULL)
  while (cur)
  {
    printf("%d->", cur->data);
    cur = cur->next;
  }
  printf("NULL\n");
}
//开辟新节点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)
{
  SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    exit(-1);
  }
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  return newnode;
}
//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
  SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
  if (*pphead == NULL)
  {
    //改变的结构体的指针
    *pphead = newnode;
  }
  else
  {
    SLTNode* tail = *pphead;
    while (tail->next != NULL)
    {
      tail = tail->next;
    }
    //改变的结构体
    tail->next = newnode;
  }
}
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
  SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
  newnode->next = *pphead;
  *pphead = newnode;
}
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
  //空
  assert(*pphead);
  //一个节点
  //一个以上节点
  if ((*pphead)->next == NULL)
  {
    free(*pphead);
    *pphead = NULL;
  }
  else
  {
    SLTNode* tail = *pphead;
    while (tail->next->next)
    {
      tail = tail->next;
    }
    free(tail->next);
    tail->next = NULL;
    /*SLTNode* tailprev = NULL;
    SLTNode* tail = *pphead;
    while (tail->next)
    {
      tailprev = tail;
      tail = tail->next;
    }
    free(tail);
    tail = NULL;
    tailprev->next = NULL;*/
  }
}
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
  //空
  assert(*pphead);
  //非空
  SLTNode* newnode = (*pphead)->next;
  free(*pphead);
  *pphead = newnode;
}
//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
  SLTNode* cur = phead;
  while (cur)
  {
    if (cur->data == x)
    {
      return cur;
    }
    cur = cur->next;
  }
  return NULL;
}
//在pos位置之前插入x
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
  assert(pphead);
  assert(pos);
  if (pos == *pphead)
  {
    SLTPushFront(pphead, x);
  }
  else
  {
    SLTNode* prev = *pphead;
    while (prev->next != pos)
    {
      prev = prev->next;
    }
    SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
    prev->next = newnode;
    newnode->next = pos;
  }
}
//在pos位置以后插入x
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
  assert(pos);
  SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
  /*pos->next = newnode;*/
  newnode->next = pos->next;
  pos->next = newnode;
}
//删除pos位置
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
  assert(pphead);
  assert(pos);
  if (pos == *pphead)
  {
    SLTPopFront(pphead);
  }
  else
  {
    SLTNode* prev = *pphead;
    while (prev->next != pos)
    {
      prev = prev->next;
    }
    prev->next = pos->next;
    free(pos);
    //pos = NULL;
  }
}
//删除pos的后一个位置
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
  assert(pos);
  //检查Pos是否为尾节点
  assert(pos->next);
  SLTNode* posNext = pos->next;
  pos->next = posNext = posNext->next;
  free(posNext);
  posNext = NULL;
}

5.3 Test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"SList.h"
//交互链表测试
void TestSList1()
{
  int n;
  printf("请输入链表的长度:\n");
  scanf("%d", &n);
  printf("请依次输入每个节点的值:\n");
  SLTNode* plist = NULL;
  for (size_t i = 0; i < n; i++)
  {
    int val;
    scanf("%d", &val);
    SLTNode* newnode = BuySListNode(val);
    //头插
    newnode->next = plist;
    plist = newnode;
  }
  SLTPrint(plist);
}
//测试尾插头插
void TestSList2()
{
  SLTNode* plist = NULL;
  SLTPushBack(&plist, 1);
  SLTPushBack(&plist, 2);
  SLTPushBack(&plist, 3);
  SLTPushBack(&plist, 4);
  SLTPushBack(&plist, 5);
  SLTPrint(plist);
  SLTPushFront(&plist, 10);
  SLTPushFront(&plist, 20);
  SLTPushFront(&plist, 30);
  SLTPushFront(&plist, 40);
  SLTPrint(plist);
}
//测试尾删
void TestSList3()
{
  SLTNode* plist = NULL;
  SLTPushBack(&plist, 1);
  SLTPushBack(&plist, 2);
  SLTPushBack(&plist, 3);
  SLTPushBack(&plist, 4);
  SLTPushBack(&plist, 5);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopBack(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopBack(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopBack(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopBack(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopBack(&plist);
  SLTPrint(plist);
  /*SLTPopBack(&plist);
  SLTPrint(plist);*/
}
//测试头删
void TestSList4()
{
  SLTNode* plist = NULL;
  SLTPushBack(&plist, 1);
  SLTPushBack(&plist, 2);
  SLTPushBack(&plist, 3);
  SLTPushBack(&plist, 4);
  SLTPushBack(&plist, 5);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopFront(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopFront(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopFront(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopFront(&plist);
  SLTPrint(plist);
  SLTPopFront(&plist);
  SLTPrint(plist);
  /*SLTPopFromt(&plist);
  SLTPrint(plist);*/
}
void TestSList5()
{
  SLTNode* plist = NULL;
  SLTPushBack(&plist, 1);
  SLTPushBack(&plist, 2);
  SLTPushBack(&plist, 3);
  SLTPushBack(&plist, 4);
  SLTPushBack(&plist, 5);
  SLTPrint(plist);
  SLTNode* pos = SLTFind(plist, 40);
  if (pos)
  {
    pos->data *= 10;
  }
  SLTPrint(plist);
  int x;
  scanf("%d", &x);
  pos = SLTFind(plist, x);
  if (pos)
  {
    SLTInsert(&plist, pos, x * 10);
  }
  SLTPrint(plist);
}
void TestSList6()
{
  SLTNode* plist = NULL;
  SLTPushBack(&plist, 1);
  SLTPushBack(&plist, 2);
  SLTPushBack(&plist, 3);
  SLTPushBack(&plist, 4);
  SLTPushBack(&plist, 5);
  SLTPrint(plist);
  int x;
  scanf("%d", &x);
  SLTNode* pos = SLTFind(plist, x);
  if (pos)
  {
    SLTErase(&plist, pos);
  }
  SLTPrint(plist);
}
void TestSList7()
{
  SLTNode* plist = NULL;
  SLTPushBack(&plist, 1);
  SLTPushBack(&plist, 2);
  SLTPushBack(&plist, 3);
  SLTPushBack(&plist, 4);
  SLTPushBack(&plist, 5);
  SLTPrint(plist);
  int x;
  scanf("%d", &x);
  SLTNode* pos = SLTFind(plist, x);
  if (pos)
  {
    SLTEraseAfter(pos);
    pos = NULL;
  }
  SLTPrint(plist);
  //SLTPopFront(&plist);
  //SLTPrint(plist);
  //SLTPopFront(&plist);
  //SLTPrint(plist);
  //SLTPopFront(&plist);
  //SLTPrint(plist);
  //SLTPopFront(&plist);
  //SLTPrint(plist);
}
int main()
{
  TestSList7();
}
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