单链表理论知识详解
1.单链表的定义
线性表的链式存储.
优点:不要求大片连续空间,改变容量方便
缺点:不可随机存取,要耗费一定空间存放指针
typedef struct LNode{
int data;
struct LNode *next;
}LNode, *LinkList;
typedef 取别名
将struct LNode 取别名为别的,方便书写
比如我们要声明一个该结构体的时候
由原先的struct LNode a; 可以直接写为LNode a;
由原先的struct LNode *p; 可以直接写为LinkList a;2.单链表的初始化
带头结点的初始化,头结点就是多一个结点,指向第一个存放数据的结点.
不带头结点,会使处理数据的逻辑更复杂,对==空表和非空表需要不同的代码逻辑==.
单链表的初始化本质:为头结点分配一个堆空间,将头结点指针域置为空,加上判断内存是否能分配
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//这是带有头结点的单链表初始化
void InitList() {
LinkList L;//定义头指针变量
L=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));//头指针指向分配的头结点内存空间
L->next=NULL;
return true;
}
int main()
{
InitList( );
}
3.单链表的插入和删除
3.1 单链表的插入
3.1.1 按位序插入
按位序插入,比如说有5个元素,插入到第三个元素的位置
注意在有头结点时,位序5,意味着是结点6
假如我们要插入的位序是3,意味着我们要寻找的是位序2,也就是结点3,当j=i-1时我们跳出循环,先操作,后j++,j代表当前结点值从0开始,也就是我们在j=3的时候应该跳出循环,所以先操作,后j++,就是j<i-1,j=i的时候就跳出循环
核心思想:先连后断传入什么? 表+插入位置+插入的值
分为几步?
首先是非法操作的判断,是否合法.
第二步是,寻找要插入的位置,插入第几个位置,就找到他前一个位置即i-1,让此时的指针p落在该点处,即我们可以操作他的next域
第三步,先判断吐过p指向空,插入操作不合法,若合法,分配堆空间给一个新的结点s,s的数据域是传入值e,s的指针域指向原先的i(i-1的next域,即p当前的next域),然后将i-1的next域指向新的i
bool ListInsert(LinkList L,int i,int e)
{
if(i<1)
return false;
LNode *p=L; //为什么需要p指针,因为我们不能动表头指针
int j=0; //用来判断当前指针在第几个结点处,j=0,意思是在头结点处
while(p!=NULL&&j<i-1) //P不能为空,为空咋插入啊,操作不合法,i=j的时候跳出循环
{
p=p->next;
j++;
} //通过这个循环,我们就能找到A的指向B的next域,在他俩中间插入C
if(p==NULL)
return false; //上个循环判断它是否为空,为空不执行,为空的具体操作写在了这,为空就结束
LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return true;
}
3.1.2 在指定结点的前后插入
一.后插操作
分两步
判断操作是否合法(p指针是否为空+s是否能分配)
插入元素操作
InsertNextNode(LNode *p,int e)
{
if(p==NULL)
return false;
LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
if(s==NULL)
return false;
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return true;
}
二.前插操作
前插操作我们这里不讨论从前遍历一遍,到最后的那种方法
而是考虑,用后插法再交换他们的数据域这种形式可以将时间复杂度降低到o(1)
bool InsertPriorNode(LNode *p,int e)
{
if(p==NULL)
return false;
LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
if(s==NULL)
return false;
s->next=p->next;
p->next=s;
s->data=p->data;
p->data=e;
return true;
}
4.单链表的删除
4.1 按位序删除
第一步与之前的查找的相同的,现查找位序-1的点
然后再进行删除操作
bool ListDelete(LinkList L,int i,int &e)
{
if(i<1)
return false;
LNode *p=L; //为什么需要p指针,因为我们不能动L头指针
int j=0; //用来判断当前指针在第几个结点处,j=0,意思是在头结点处
while(p!=NULL&&j<i-1) //P不能为空,为空咋插入啊,操作不合法,i=j的时候跳出循环
{
p=p->next;
j++;
}
if(p==NULL)
return false;
if(p->next==NULL)
return false;
LNode *q=p->next; //方便操作搞出了一个q,直接用p也行,就是写起来不直观
e=q->data;
p->next=q->next;
free(q);
return true;
}
4.2 指定结点的删除
指定删除结点p,我们思考,给你结点p删除它,需要找到前一个结点,但是那样做太麻烦了,不如交换指定结点和后一个结点的数据域,再删除新的后继结点
bool DeleteNode(LNode *p)
{
if(p==NULL)
return false;
LNode *q=p->next;
p->data=q->data;
p->next=q->next;
free(q);
return true;
}
5.单链表的查找
5.1 按位序查找
返回值是位序结点的指针
LNode * GetElem(LinkList L,int i)
{
if(i<0)
return NULL;
LNode *p=L;
int j=0;
while(p!=NULL&&j<i)
{
p=p->next;
j++;
}
return p;
}
5.2 按值查找
LNode * LocateElem(LinkList L,int e)
{
LNode *p=L->next; //从第一个结点处开始查值
while(p!=NULL&&p->data!=e)
{
p=p->next;
}
return p;
}
补充一个:求表的长度
int Length(LinkList L){
int len=0; //不包括头结点
LNode *p=L;
while(p->next!=NULL)
{
p=p->next;
len++;
}
return len;
}
6. 单链表的建立(带头结点的建立)
单链表的建立包括了头结点的建立(初始化)
6.1 尾插法建立单链表
- 在尾插法中,LNode *s,*r=L;这个写法,其实是为了简化代码,实际上*s不需要赋值,
- 因为在接下来的代码中会给结点s分配堆空间,结点s的位置就会变成随机的,
- 实际上,我们只需要让r=L就行,声明一个s即可
- 声明输入值x,分配头结点,声明s和r指针
- 循环分配s结点再把它加入链表,再循环的输入x值
- 链表尾指针置空
LinkList List_Tailnsert(LinkList &L)
{
int x;
L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)); //初始化头结点
LNode *s,*r=L; //定义上表尾指针和待随机分配的结点指针
scanf("%d",&x);
while(x!=9999) //输出9999表示结束
{
s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
s->data=x;
r->next=s;
r=s;
scanf("%d",&x);
}
r->next=NULL;
return L;
}
6.2 头插法建立单链表
- 头插法相比于尾插法,我们要把头指针置空,因为分配的头指针很可能指向神秘的空间有脏数据
LinkList List_Headlnsert(LinkList L)
{
int x;
L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
L->next=NULL; //初始链表头指针指向NULL
LNode *s;
scanf("%d",&x);
while(x!=9999) //输出9999表示结束
{
s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
s->data=x;
s->next=L->next;
L->next=s;
scanf("%d",&x);
}
return L;
}
本文完整代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct LNode{
int data;
struct LNode *next;
}LNode ,*LinkList;
void InitList() {
LinkList L;//定义头指针变量
L=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));//头指针指向分配的头结点内存空间
L->next=NULL;
return true;
}
bool ListInsert(LinkList L,int i,int e)
{
if(i<1)
return false;
LNode *p=L; //为什么需要p指针,因为我们不能动L头指针
int j=0; //用来判断当前指针在第几个结点处,j=0,意思是在头结点处
while(p!=NULL&&j<i-1) //P不能为空,为空咋插入啊,操作不合法,i=j的时候跳出循环
{
p=p->next;
j++;
}
if(p==NULL)
return false;
LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return true;
}
InsertNextNode(LNode *p,int e)
{
if(p==NULL)
return false;
LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
if(s==NULL)
return false;
s->data=e;
s->next=p->next;
p->next=s;
return true;
}
bool InsertPriorNode(LNode *p,int e)
{
if(p==NULL)
return false;
LNode *s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
if(s==NULL)
return false;
s->next=p->next;
p->next=s;
s->data=p->data;
p->data=e;
return true;
}
bool ListDelete(LinkList L,int i,int &e)
{
if(i<1)
return false;
LNode *p=L; //为什么需要p指针,因为我们不能动L头指针
int j=0; //用来判断当前指针在第几个结点处,j=0,意思是在头结点处
while(p!=NULL&&j<i-1) //P不能为空,为空咋插入啊,操作不合法,i=j的时候跳出循环
{
p=p->next;
j++;
}
if(p==NULL)
return false;
if(p->next==NULL)
return false;
LNode *q=p->next; //方便操作搞出了一个q,直接用p也行,就是写起来不直观
e=q->data;
p->next=q->next;
free(q);
return true;
}
bool DeleteNode(LNode *p)
{
if(p==NULL)
return false;
LNode *q=p->next;
p->data=q->data;
p->next=q->next;
free(q);
return true;
}
LNode * GetElem(LinkList L,int i)
{
if(i<0)
return NULL;
LNode *p=L;
int j=0;
while(p!=NULL&&j<i)
{
p=p->next;
j++;
}
return p;
}
LNode * LocateElem(LinkList L,int e)
{
LNode *p=L->next; //从第一个结点处开始查值
while(p!=NULL&&p->data!=e)
{
p=p->next;
}
return p;
}
int Length(LinkList L){
int len=0; //不包括头结点
LNode *p=L;
while(p->next!=NULL)
{
p=p->next;
len++;
}
return len;
}
LinkList List_Tailnsert(LinkList L)
{
int x;
L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
LNode *s,*r=L;
scanf("%d",&x);
while(x!=9999) //输出9999表示结束
{
s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
s->data=x;
r->next=s;
r=s;
scanf("%d",&x);
}
r->next=NULL;
return L;
}
LinkList List_Headlnsert(LinkList L)
{
int x;
L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
LNode *s;
scanf("%d",&x);
while(x!=9999) //输出9999表示结束
{
s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
s->data=x;
s->next=L->next;
L->next=s;
scanf("%d",&x);
}
return L;
}
int main()
{
InitList();
int e=-1;
}