数据结构（1）—基础概念、单向链表

最新推荐文章于 2025-11-24 08:33:08 发布

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#数据结构 #链表 #linux #开发语言

一、数据结构相关概念

1.程序 == 数据结构 + 算法

数据结构：描述数据存储和操作的结构

2.. 衡量代码的质量和效率：
（1）时间复杂度：数据量的增长与程序运行时间的增长所呈现的比例函数关系，称为时间渐进复杂度函数，也简称时间复杂度

常见的时间复杂度（低 -> 高）：

O(1)：程序运行时间维持恒定

O(logn)：程序刚开始运行时间可能增长较快，但经过一定数据量后，程序运行时间趋于恒定

O(n)：程序运行时间随数据量增长呈现固定的比例关系

此外还有O(nlogn)、O(n^2)、O(n^3)、O(2^n)等

（2）空间复杂度：数据的增长与程序占据空间的增长所呈现的比例函数关系，称为空间复杂度

3.数据结构

逻辑结构：线性结构：表（一对一）非线性结构：

树（一对多）、图（多对多）

存储结构：顺序存储链式存储散列存储索引存储

常见的数据结构：链式表顺序栈链式栈顺序队列链式队列二叉树

二、链表

1.（1）顺序表（数组）特点：存储空间连续，访问元素方便无法利用小的空间，必须连续的大空间，顺序表元素必须为有限的（不存在无限连续的空间）缺点：插入和删除效率低

（2）链表特点：存储空间不需要连续，可以利用一些小的存储空间，链表元素可以没有上限，插入和删除效率高缺点：链表特点：访问元素不方便

2.（1）单向链表：只能通过链表节点找到后一个节点，访问链表元素的方向是单向的

（2）双向链表：能够通过链表节点找到前一个节点和后一个节点

（3）循环链表：能够通过第一节点快速找到最后一个节点，能够通过最后一个节点快速找到第一个节点

（4）内核链表：Linux内核所采用的一种通用的链表结构

3.单向链表

（1）定义初始链表节点类型

/* 链表存放数据的类型 */

typedef int datatype;

/* 链表节点类型 */

typedef struct node {

datatype data; //存放数据空间

struct node *pnext; //存放下一个节点地址

}linknode；

（2）创建空链表

创建一个空的链表节点，数据无需赋值，pnext必须赋值为NULL，此时该节点就为最后一个节点，将节点地址返回

linknode *create_empty_linklist(void)
{
        linknode *ptmpnode = NULL;
        ptmpnode = malloc(sizeof(linknode));
        if (NULL == ptmpnode) {
                perror("fail to malloc");
                return NULL;
        }
        ptmpnode->pnext = NULL； }

（3）链表的头插法：在链表开头插入一个元素

具体思路：先申请新的节点空间，申请的新的节点空间的值就为需要存放的数据，它的pnext就为空白节点的pnext，而空白节点的pnext变为新申请的节点的地址，具体实现如下：

/* 插入一个节点 */
int insert_head_linklist(linknode *phead, datatype tmpdata)
{
        linknode *ptmpnode = NULL;
        //申请空间
        ptmpnode = malloc(sizeof(linknode));
        if (NULL == ptmpnode)
        {
                perror("fail to malloc");
                return -1;
        }
        //存放数据
        ptmpnode->data = tmpdata;
        //存放下一个节点地址
        ptmpnode->pnext = phead->pnext;
        //更新空白的节点的pnext
        phead->pnext = ptmpnode;
        return 0;
}

（4）链表的遍历：访问链表中每个节点元素

方法一：遍历链表中的每一个元素，多用于遍历链表中所有节点元素

void show_linklist(linknode *phead)
{
        linknode *ptmpnode = NULL;
        ptmpnode = phead->pnext;
        while (ptmpnode != NULL)
        {
                printf("%d ", ptmpnode->data);
                ptmpnode = ptmpnode->pnext;
        }
        printf("\n");
        return;
}

方法二：只能遍历链表中除最后一个节点剩余的元素，多用于找到链表最后一个节点

while（p->pnext != NULL）

{

p = p->pnext;

}

(5)链表元素删除：从链表中删除指定的元素

①定义两个指针ptmpnode用来遍历链表查找要删除的节点元素，pprenode永远是ptmpnode的前一个节点

②当ptmpnode找到要删除的节点元素，让pprenode->pnext赋值为ptmpnode->pnext

③将要删除的节点元素释放（free，此时ptmpnode变为野指针，所以要进行第四步）

④让ptmpnode判断下一个节点元素是否要删除，直到该指针指向NULL为止

int delete_linklist(linknode *phead, datatype tmpdata)
{
        linknode *pprenode = NULL;
        linknode *ptmpnode = NULL;
        pprenode = phead;
        ptmpnode = phead->pnext;
        while (ptmpnode != NULL)
        {
                if (ptmpnode->data == tmpdata)
          {
                        pprenode->pnext = ptmpnode->pnext;
                        free(ptmpnode);
                        ptmpnode = pprenode->pnext;
                }
                else
                {
                        ptmpnode = ptmpnode->pnext;
                        pprenode = pprenode->pnext;
                }
        }
        return 0;
}

小tips：在用visual编写代码是，同时编译几个文件时，可以使用makefile工具，需要新建一个

filemake文件，以下面这种格式编写：

要生成的文件:依赖的所有文件

生成命令方（不要忘记tab键）

最终编译时只需输入make即可编译完成，成功后就可以运行程序