画解数据结构1-3 单向链表

一。链表概念

1.链表定义

由于顺序存储的结构，如数组，插入和删除时要移动大量元素，人们发明了链表

链表由一个个结点组成，每个结点每个 结点 之间通过 链接关系 串联起来，每个 结点 都有一个 后继节点，最后一个 结点 的 后继结点 为 空结点。

• 链表 分为 单向链表、双向链表、循环链表 等等，本文要介绍的链表是 单向链表

2.结点结构体定义

typedef int datatype;
struct ListNode
{
datatype data;
ListNode *next;//next指针也指向listnode这种结构体
}

因此包括数据域和指针域

3.结点的创建

Listnode* create(datatype data)
{
ListNode * node=(ListNode*)malloc(sizeof(listnode));
//对比int*ret=(int*)malloc(sizeof(int));
即申请内存空间存放listnode
node->data=data;
node->next=NULL;
return node;//返回这个结点的指针
}

 二。链表的创建-尾插法

即每插入一个结点，让其成为新的尾结点

 

 头结点不变

ListNode *ListCreateListByTail(int n, int a[])//n为结点个数，a[]存放数据
{
ListNode*head,*vtx,*tail;//vtx为当前插入的结点
int idx=0;
vtx=listnode create(a[0]);
head=tail=vtx;
while(++index<n)
{
vtx=listnode create(a[index]);
tail->next=vtx;
tail=vtx;
}
return head;
}

注意while循环里tail指的是特定的某个结点，而不是会更新的一直指向尾部的神奇结点

三。链表的创建-头插法

头插法，顾名思义，就是每次从头结点前面进行插入，但是这样一来，就会导致插入的数据元素是 逆序 的，所以我们需要 逆序访问数组 执行插入，此所谓 负负得正 的思想。 

上图所示的是 头插法 的整个插入过程，其中：
  head 代表链表头结点，即动图中的 绿色结点，每新加一个结点，头结点就变成了新加入的结点；
  tail 代表链表尾结点，创建完一个结点以后，它就保持不变了；
  vtx 代表正在插入链表头部的结点，即动图中的 橙色结点，插入完毕以后，vtx 变成 head； 

ListNode* create(int n inta[])
{
Listnode* head=NULL;
ListNode*vtx;
while(n--)
{
vtx=Listcreate[a[n]]；//因为是逆序的所以从开始
vtx->next=head;
head=vtx;
}
return head;
}

无论是头插法还是尾插法，核心就三句

给vtx创建新结点 

让原有头或尾成为vtx的next或pre

vtx成为新的头或尾

 四。链表的打印

void Listprint(ListNode*head)//只需要头结点
{
ListNode*vtx=head;
while(vtx)
{
printf("%d->",vtx->data);
vtx=vtx->next;
}
printf("NULL\n");
}

从头结点开始，让vtx变成vtx->next，最后vtx变为null结束，输出一个null

五。链表元素的索引

给定一个链表头结点head，并且给定一个索引值 i (i \ge 0)i(i≥0)，求这个链表的第 ii 个结点（为了和 C语言 的数组下标保持一致，我们假定链表头结点代表第 0 个结点）。

ListNode* Listget(int i,ListNode*head)//调用时listget(2,head)
{
ListNode*temp=head;
while(temp&&j<i)
{
temp=temp->next;
j++;
}
if(!temp||j>i)//说明i超过了链表长度
{
return NULL;
}
return temp;//返回所求结点
}

注意头结点为第0个结点

 索引时间复杂度o(n)

六。链表元素的查找

*ListNode find(datatype v,ListNode*head)
{
ListNode*vtx=head;//都先初始化一个vtx=head，从head开始遍历
while(vtx)
{
if(vtx->data==v)
{
return vtx;
}
vtx=vtx->next;
}
return NULL;
}

查到就返回结点，没有就null

 时间复杂度o(n)

七。链表结点的插入

ListNode* charu(datatype v,ListNode*head,int i)
{
ListNode* after;
ListNode*pre=head;
ListNode*pre=Listcreatenode(v);//创建要插入的结点
while(j<i&&pre)
{
pre=pre->next;
j++;
}//先使pre遍历到第i个即插入的位置
if(!pre)
{
return NULL;
}
after=pre->next;//重要的插入环节就这三句，第一句其实就是给after赋值，让after好看点
vtx->next=after;
pre->next=vtx;//实现插入
return vtx;
}

八。链表结点的删除

ListNode* dele(ListNode*head,int i)//删除i号结点
{
ListNode*pre,del,aft;
if(head==NULL)
{
return NULL;
}
if(i==0)
{
del=head;
head=head->next;
free(del);
return head;
}
pre=head;
while(pre&&n<i)
{
pre=pre->next;
n++;
}
if(!pre||!pre->next)//pre->next的原因是pre现在是删除结点的前驱结点，next才是删除结点
{
return NULL;
}
del=pre->next;//第一步都是给del赋值
aft=del->next;
pre->next=aft;
free(del);
return head；
}

九。链表的销毁

 传参和初定义时要多加一个*，用二级指针，因为要改变实参使其成为null