线性表：关于链表（主要以单链表为例）的相关理解和应用

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一.单链表

首先 大家肯定知道链表的表达方式，如下

typedef struct LNode
{
    ElemType data;
    struct LNode *next;

}LinkNode;

定义一个LNode，node节点，结点，L是link，表示链接，所以叫做LNode链接结点构成链表

第一个存放元素的信息，链表的特点就是多存了一个节点（指针域）指向后继节点。

0.1稍微浅浅的给大家补充一下结构体的知识点：

1.一个正常的结构体代码编写

struct
{
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
}boy1,boy2;

你可以直接在boy2后面打个{ }初始化，在使用boy的时候我们可以具体到一个成员如boy1.num 即为boy1结构体的num成员

然后接下来其实更加常见的定义是这样子的

struct stu
{
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
}*boy1,boy2; //boy1是结构体指针,boy2是结构体

这时候我们对指向结构体的指针标表示的成员方式有所不同，可表示为(*boy1).num或者boy1->num（熟悉吧，这里算是补充一下知识点）都可以。一般配合malloc（与free）或者c++中的new（delete）函数使用，主要是结构体指针自创立开始指向的空间就不存在，所以我们得开辟一个空间给他们. 

1.1理解一些易混概念

        本来吧，其实我真想按课本讲一遍，但是感觉有点浪费时间，而且课本那些加深不了我的理解，所以干脆我就直接把我的理解说了，如果有错，希望各位大佬指正！

温馨提示：接下来的话可能有点绕口令！！

第一：节（结）点

我们知道一个节点包括了他的数据域和他的指针域

数据域存放他的data，指针域存放下一个节点的地址，其中在第一个的叫做头结点，头结点链接的第一个节点叫做首节点，最后一个节点叫做尾结点。经常会出现R指针，我管他叫标记指针，用于记住我们要操作的节点的下一个地址，免得链表丢失，至少现在我知道的就是这点，其中^表示NULL。

ok，接下来，来解决几个知识，保证我们看得到接下来的代码，懂了应该就会写了吧

1.对指针赋值相当于就是让指针指向哪里

1.1：比如Lode *r=L；让r指向头结点L。

1.2：pre=p；（pre和p都是指针），让pre指向p（指向的地址）

1.3：p=p->next p指向下一位（详细一点：p->next在等号后面表示解引用，指的是p指向的结构体的指针域的地址（表示这个结构体的下一个地址））

1.4：r->next=p 这个指的是让r对应的结构体指向p（而非指针r指向p，此时的r相当于标记指针）

1.5：s->next=p->next；p->next=s；像这种我们就推荐画图理解

1.6：p=L->next->next表示p指向L的下下指针域而L->next->next=NULL则指的是L的下一个节点的指针域为空,如下图所示

 2.链表的基本功能

相信大家已经对链表有了初步的了解，现在我们来一个一个实现他们

2.1链表创建与初始化

typedef char ch
typedef struct LNode
{
    ch data;
    struct LNode* next;
}Linknode;
初始化
void InitLnode(LinkNode *&L){
L=new LinkNode;
L->next=NULL;
}

 2.2插入

这里就不得不讲讲插入的两种方法

2.2.1头插法

思路示意图如下：

LinkList Headinster(LinkList &L,int n){
    LNode *s;
    int x=1;
	L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
    L->data=x++;
    L->next=NULL;
    while(x!=n){
        s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
        s->data=x;
        s->next=L;
        L=s;
        x++;
    }
    return L;
}

核心代码

s->next=L->next;		①
L->next=s;				②

 作用效果就是从头结点和首节点插入新的元素，从而导致先插进来的反而在后面

这里借用一下大佬的动图（侵权删）

2.2.2尾插法

顾名思义就是从尾部开始插入由于新的节点插入后成为新的尾部，所以我们需要用一个指针R去更新尾部节点（始终指向尾部）

大概像这样子

LinkList TailInster(LinkList &L,int n){
	int x=1;
	L= (LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	LNode *s,*r=L;
	while(x!=n){
   		s=(LNode*) malloc(sizeof(LNode));
   		s->data=x;
  	 	r->next=s;
   		r=s;
   		x++;
	}
	r->next=NULL;
	return L;
}

核心代码

r->next=s;			//①r的指针域指向S（让新结点插入到链表）
r=s;				//②r指针指向s（保持r指针一直在链表尾端，方便插入新的结点）

 那么 现在我们继续写这个尾插法

//插入（使用尾插法）
void InsertLnode(LinkNode *&L,ch a[],int n)
{
    LinkNode *s,*r;
    r=L;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        s=new LinkNode；
        s->next=a[i];
        r->next=s;
        r=s;
    }    
    r->next=NULL;
}

2.3链表的展示

void DisplayLinkNode(LinkNode *L)
{
    LinkNode *p=L->next;
    while(p!=NULL)
    {
        cout<<p->data<<"   ";
        p=p->next;
    }
    cout<<endl<<endl;
}

 2.4链表的长度

int LinkNodeLength(LinkNode *L)
{
    LinkNode *p=L;
    int n=0;    
    while(p->next!=NULL)//注意头结点不算我们的链表长度
    {
        n++;
        p=p->next;
    }
    return n; 
}

2.5链表中取值

bool Getlink(LinkNode *L,int n,ch &e)
{
    if(n<=0)
        return false;
    LinkNode *p=L;
    int j=0;
    while(j<n&&p!=NULL)
    {
        j++;
        p=p->next;
    }
    if(p==NULL)
        return false;
    else
    {
        e=p->data;
        return true;
    }
}

记忆方法：创建指针，遍历一下，判断是否为空，否则为可取之值 

 2.6链表中删除

bool DeleteNode(LinkNode *&L,int n,ch &e)
{
   if(n<=0) 
        return false;
    LinkNode *p=L,q;
    int j=0;
    while(j<n-1&&p!=NULL)//注意删除代码停在删除元素的前面
    {
        j++;
        p=p->next;
    }
    if(p==NULL)
        return false;
     q=p->next;
     if(q==NULL)
        return false
     e=q->data;
     p->next=q->next;
     delete q;
     return true;  

}

记忆方法 建立两个指针，遍历到删除元素的前一个，用p指向删除元素，然后进行交换

2.7新的插入

bool insertnode(LinkNode *&L,int i,ch e)
{
     if(i<=0)
        return false;
    LinkNode *p=L,*s;
    int j=0;
    while(j<n&&p!=NULL)
    {
        j++;
        p=p->next;
    }
    if(p==NULL||p->next==NULL)
        return false;
    s=new LinkNode;
    s->data=e;
    s->next=p->next;
    p->next=s;
    return true;
}

记忆方法：创建一个新节点，类似头插法的方式插进去 

小作业 

#include <iostream>
using namespace std;
typedef char ch;
typedef struct LNode {
	ch data;
	struct LNode*next;//指针域：存放下一个节点的地址
} LinkNode;
//初始化
void InitList(LinkNode *&L) {
	L = new LinkNode;
	L->next = NULL;
}
//插入（尾插法）
void Insertlist(LinkNode *&L, ch a[], int n) { //传入想插入的数组(1,2,3,4),则此法插完后亦是（1,2,3，4）
	LinkNode *s, *r; //创建两个指针
	r = L; //r指向首节点L
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		s = new LinkNode; //创建空间
		s->data = a[i]; //数据存储（值得注意的是s是指针）
		r->next = s; //r->next表示L的next指针域，其实就是赋值，将s的地址（s本身就是地址）赋给L的next域，相当于是L--s
		r = s; //然后将r指向s
	}
	r->next = NULL; //最后r指向末节，指针域为NULL
}
//输出
void Displaylist(LinkNode *L) {
	LinkNode *p = L->next; //这里注意一下，其实首节点是没有数据的，直接指向下一个节点打印
	while (p != NULL) {
		cout << p->data << "  ";
		p = p->next;
	}
	cout << endl << endl;
}
//输出长度
int Listlength(LinkNode *L) {
	int n = 0;
	LinkNode *p = L;
	while (p->next != NULL) {
		n++;
		p = p->next;
	}
	return n;
}
//判断是否为空
bool emptyelem(LinkNode *L) {
	if (L->next == NULL)
		return false;
	else
		return true;
}
//取值
bool Getelem(LinkNode *L, int n, ch &e) {
	if (n <= 0)
		return false;
	LinkNode *p = L;
	int j = 0;
	while (j < n && p != NULL) {
		j++;
		p = p->next;
	}
	if (p == NULL)
		return false;
	e = p->data;
	return true;
}
//输出位置
int Locelem(LinkNode *L, ch e) {
	LinkNode *p = L->next;
	int j = 1;
	while (p != NULL && p->data != e) {
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL) {
		return 0;
	}

	return j;
}
//指定位置插入元素
bool insertlist(LinkNode *&L, int n, ch q) {
	if (n <= 0)
		return false;
	int j = 0;
	LinkNode *p = L, *s;
	while (j < n - 1 && p != NULL) {
		j++;
		p = p->next;
	}
	if (p==NULL||p->next == NULL)
		return false;
	else {
		s = new LinkNode;
		s->data = q;
		s->next = p->next;
		p->next = s;
		return true;
	}
}
//删除指定元素
bool Delem(LinkNode *&L, int n, ch &e) {
	if (n <= 0)
		return false;
	int j = 0;
	LinkNode *p = L, *q;
	while (j < n - 1 && p != NULL) {
		j++;
		p = p->next;
	}
	if (p == NULL)
		return false;
	q = p->next;
	if (q == NULL)
		return false;
	e = q->data;
	p->next = q->next;
	delete q;
	return true;
}
//释放
void Destroylist(LinkNode *&L) {
	delete L;
}

int main() {
	LinkNode *L1;
	InitList(L1);
	cout << "1.初始化单链表成功！！！" << endl << endl;
	//插入
	ch a[10] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
	cout << "2.依次插入abcde." << "尾插法" << "    ";
	Insertlist(L1, a, 5);
	cout << "插入成功！！！" << endl << endl;
	//打印
	cout << "3.当前的单链表为：  ";
	Displaylist(L1);
	//输出长度
	int n = Listlength(L1);
	cout << "4.当前单链表的长度为：" << n << endl << endl;
	//判断链表是否为空
	cout << "5.当前链表";
	if (emptyelem(L1))
		cout << "不为空表" << endl << endl;
	else
		cout << "为空表" << endl << endl;
	//取值（输出元素）
	cout << "6.取值操作:";	int l;ch e;
	cout << "请输入您要取哪个位置的值：";cin >> l;
	if (Getelem(L1, l, e))
		cout << "取值成功！ " << "单链表第" << l << "位的元素是：" << e << endl << endl;
	else
		cout << "取值失败，您输入的位置" << l << "越界！！！" << endl << endl;
	//查找
	cout << "7.查找操作：";ch find;
	cout << "请输入您要查找的元素：  ";
	cin >> find;
	if (Locelem(L1, find) == 0)
		cout << "对不起，当前单链表中没有您查找的元素！！" ;
	else
		cout << "查找成功，您所查找的元素" << find << "在当前单链表的第" << Locelem(L1, find) << "位" ;
	cout<<endl<<endl;
	cout << "8.插入操作：";int k;ch q;
	cout << "请您输入一个数字和一个字符，代表在第几位插入一个字符：";cin >> k;cin >> q;
	if (!insertlist(L1, k, q))
		cout << "Warning:输入序号越界，插入失败！！！" << endl;
	else
		cout << "插入成功！！！" << endl << endl;
	cout << "9.当前单链表的元素有：";
	Displaylist(L1);
	cout << "10.删除操作：";int y;ch o;
	cout << "请您输入要删除的元素的序号：";cin >> y;
	if (!Delem(L1, y, o))
		cout << "对不起，您的输入的序号有误（越界），删除失败！" << endl << endl;
	else
		cout << "删除成功！成功删除第" << y << "个元素" << o << endl << endl;
	cout << "11.当前单链表的元素有：";Displaylist(L1);
	//释放
	cout << "12.销毁单链表：";Destroylist(L1);
	cout << "销毁成功！！！";
	return 0;
}

 全部失败的样例：9,p，8p，7

全部成功的样例：4，c，2p，6

所以建议大家自己打吧，看完上面的写这个代码就很轻松 

感谢您今天的捧场，敬请期待下次演出。 See you next  illusion.