数据结构---单链表基本操作实现

单链表基本操作(不带头结点)

链表概念:

一种链式存储的线性表,用一组地址任意的存储单元存放线性表的数据元素,称存储单元为一节点

具体操作概述

  • 尾插一个元素
  • 尾删一个元素
  • 头插一个元素
  • 头删一个元素
  • 查找元素在链表中的位置,并且返回该节点的地址
  • 在指定位置(pos)前插入元素
  • 在指定位置(pos)后插入元素
  • 删除指定位置元素
  • 删除指定值的元素
  • 指定值的所有元素都删除
  • 求链表的元素个数
  • 逆序打印单链表
  • 不允许遍历链表,在指定位置前插入元素

    首先创建一个结构体LinkNode,在结构体中定义一个结构体变量next来指向下一个节点,最后一个节点的next赋值NULL,用来作为结束标记,代码如下:

 13 typedef struct LinkNode{
 14     LinkNodeType data;
 15     struct LinkNode* next;                                                                                                          
 16     }LinkNode; 

对于数组的初始化我直接在主函数中定义一个结构体变量*head用来指向链表头部,定义时直接赋值为NULL

具体操作实现:

  • 我们先写一个用来创建新节点的函数,用来进行插入操作,插入数据时直接将特定节点的next指向新节点,然后新节点的next指向原节点的下一节点就好
  4 LinkNode* CreateNode(LinkNodeType value)//创建一个新节点
  5 {
  6     LinkNode* newNode=(LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
  7     newNode->data = value;
  8     newNode->next = NULL;
  9     return newNode;
 10 } 
  • 尾部插入一个数据
  • 插入以及删除操作时,需要将指针*head的地址传过去,这样才可以通过形参来改变外部实参的指向,所以此类操作需要形参定义为二级指针
  • 遍历找到链表的尾部,将尾部节点的next指向创建的新节点
 11 void LinkListPushBack(LinkNode** head, LinkNodeType value)//尾插一个元素
 12 {
 13     if(head==NULL){
 14         //非法输入
 15         return;
 16         }
 17     //空链表    
 18     if(*head==NULL)
 19         *head = CreateNode(value);
 20     //非空链表
 21     else{
 22     LinkNode* cur = *head;
 23     while(cur->next != NULL){
 24         cur = cur->next;
 25         }
 26            cur->next = CreateNode(value);
 27             return;
 28     }
 29 }
  • 尾部删除一个数据
  • 将尾部节点的前一节点next指向空,作为链表的结束,原尾部节点释放掉
 32 void LinkListPopBack(LinkNode** head)//尾删一个元素
 33 {
 34     if(head==NULL){
 35         return;
 36     }
 37     if(*head==NULL){
 38         printf("空链表\n");
 39         return;
 40         }
 41     else if((*head)->next==NULL){
 42         free(*head);
 43         *head==NULL;
 44         }
 45     else{
 46         LinkNode* cur = *head;
 47         LinkNode* end = NULL;
 48         while(cur->next){
 49             end = cur;
 50             cur = cur->next;
 51             }
 52             free(cur);
 53             end->next=NULL;
 54         }
 55 }
  • 头插一个元素
  • 将head指向一个新节点,新节点的next指向原链表头部
 57 void LinkListPushTop(LinkNode** head, LinkNodeType value)//头插一个元素
 58 {
 59     if(head==NULL){
 60         return;
 61     }
 62     LinkNode* pHead = CreateNode(value);
 63     pHead->next = *head;
 64     *head = pHead;
 65 }
  • 头删一个元素
  • 将head指向其下一节点,释放原head指向的节点
 67 void LinkListPopFront(LinkNode** head)//头删一个元素
 68 {
 69     if(head==NULL){
 70         return;
 71         }
 72     if(*head==NULL){
 73         printf("空链表\n");
 74         return;
 75         }
 76     else if((*head)->next==NULL){//只有一个节点
 77         free(*head);
 78         *head==NULL;
 79         }
 80     else{
 81         LinkNode* tmp = *head;
 82         *head = (*head)->next;
 83         free(tmp);
 84         }
 85 }
  • 查找元素在链表中的位置,并且返回该节点的地址
  • 如果该元素在链表中出现多次,只需返回第一个的地址
 91 LinkNode* LinkListFind(LinkNode* head, LinkNodeType to_find)
 92 {
 93     if(head==NULL){
 94         return;
 95         }
 96     LinkNode* cur = head;
 97     while(cur){
 98         if(cur->data == to_find){
 99         return cur;
100         }
101         cur = cur->next;
102         }
103         return NULL;
104 }
  • 在指定位置前插入数据
  • 遍历链表,找到该位置的前一节点,标记为cur,cur的next指向新节点,新节点的next指向指定位置的节点
108 void LinkListInsert(LinkNode** head, LinkNode* pos, LinkNodeType value)
109 {
110     if(head==NULL){
111         return;
112         }
113     LinkNode* cur = *head;
114     if(pos==(*head)){
115         LinkListPushTop(head,value);
116         return;
117         }
118     while(cur->next!=pos){
119         cur = cur->next;
120         if(cur==NULL){
121             printf("Pos值输入错误\n");
122             return;
123             }
124         }
125     cur->next = CreateNode(value);
126     cur->next->next = pos;
127 }                    
  • 在指定位置后插入数据
  • 将指定位置的next指向新的节点,新节点的next指向指定位置的原下一个节点
130 void LinkListInsertAfter(LinkNode** head, LinkNode* pos, LinkNodeType value)
131 {
132     if(head==NULL){
133         return;
134         }
135     if(pos->next==NULL){
136         pos->next = CreateNode(value);
137         return;
138         }
139     LinkNode* tmp = *head;
140     while(tmp!=pos){
141         tmp = tmp->next;
142         if(tmp=NULL){
143             printf("pos值输入错误\n");
144             return;
145             }
146         }
147     pos = pos->next;
148     tmp->next = CreateNode(value);
149     tmp->next->next = pos;
150 }
  • 删除指定位置的元素

  • 将指定位置的前一节点的next指向指定位置节点的next,释放原指定位置节点

152 void LinkListErase(LinkNode** head, LinkNode* pos)
153 {
154     if(head==NULL){
155         return;
156         }
157     if(*head==NULL){
158         printf("空链表\n");
159         return;
160         }
161     if(pos==*head){
162         pos = *head;
163         *head = (*head)->next;
164         free(pos);
165         return;
166         }
167     LinkNode* cur = *head;
168     while(cur->next!=pos){
169         cur=cur->next;
170         }
171     cur->next = pos->next;
172     free(pos);
173 }
  • 指定值的所有元素都删除
177 void LinkListRemove(LinkNode** head, LinkNodeType to_delete)
178 {
179     if(head==NULL){
180         return;
181         }
182     if(*head==NULL){
183         printf("空链表\n");
184         return;
185         }
186     LinkNode* del = *head;//定义del用来遍历链表
187     LinkNode* tmp = NULL;
188     while(del!=NULL){
189         if((*head)->data == to_delete){//如果链表头部元素即为指定值,则删除之后再改变头指针的位置
190             *head=(*head)->next;
191             del = *head;
192             }
193         else if(del->data==to_delete){
194             tmp->next = del->next;//此时的tmp为del前一节点的位置
195             }
196         else{
197         tmp = del;//一次没找到,则tmp指向del指向的节点
198         }
199         del=del->next;//del往后遍历                                                                                                 
200         }
201 }
  • 求链表的元素个数
203 size_t LinkListSize(LinkNode* head)
204 {
205     if(head==NULL){
206         return;
207         }
208     LinkNode* pos = head;
209     size_t count = 0;
210     while(pos!=NULL){
211         count++;
212         pos=pos->next;
213         }
214     return count;
215 }
  • 逆序打印单链表
  • 自己画的图片,估计我自己都要看不懂了,哈哈,凑合看吧

这里写图片描述

218 LinkNode* LinkListReversePrint(LinkNode* head)
219 {
220     if(head==NULL){
221         return;
222         }
223     LinkNode* next;
224     LinkNode* tmp = NULL;
225     while(head!=NULL){
226         next = head->next;
227         head->next=tmp;
228         tmp = head;
229         head = next;
230         }
231     return tmp;
232 }
  • 不允许遍历链表,在指定位置前插入元素
  • 在指定位置后插入新节点,将指定位置的值赋给新节点,指定位置的值再被插入的元素替换
235 void LinkListInsertBefore(LinkNode** head, LinkNode* pos, LinkNodeType value)
236 {
237     if(head==NULL){
238         return;
239         }
240     LinkNode* tmp = CreateNode(value);
241     tmp->data = pos->data;
242     tmp->next = pos->next;
243     pos->data = value;
244     pos->next = tmp;
245 }

谢谢大家浏览,我肯定有很多需要改进的地方,或者有小错误,希望大家给我多提些意见建议

### 如何在单链表的指定位置插入元素 要在单链表的指定位置插入一个新节点,需要遵循以下逻辑: 1. 定义一个新的节点,并将其 `data` 字段设置为目标。 2. 遍历链表直到到达目标索引前的一个节点(即要插入位置之前的节点)。 3. 修改指针关系:将当前节点的 `next` 指向新的节点,而新节点的 `next` 则指向原当前节点的下一个节点。 以下是具体的实现代码示例[^1]: ```c // 单链表节点定义 typedef struct ListNode { int data; struct ListNode *next; } LNode, *List; // 在指定位置插入元素函数 void insertAtPosition(List *head, int position, int value) { // 创建新节点 List newNode = (List)malloc(sizeof(LNode)); if (!newNode) { printf("内存分配失败\n"); return; } newNode->data = value; newNode->next = NULL; // 如果链表为空或者需要插入到头部 if (*head == NULL || position == 0) { newNode->next = *head; *head = newNode; return; } // 找到插入位置一个节点 List current = *head; for (int i = 0; current != NULL && i < position - 1; ++i) { current = current->next; } // 如果位置超出范围则无法插入 if (current == NULL) { free(newNode); printf("插入位置越界\n"); return; } // 插入新节点 newNode->next = current->next; current->next = newNode; } ``` 上述代码实现了在一个单链表中特定位置插入新节点的功能。如果尝试插入位置超出了现有链表的最大长度,则会提示错误并释放已创建的新节点以防止内存泄漏[^2]。 另外,在某些情况下可能还需要考虑边界条件处理以及更复杂的场景,比如当链表本身为空时的操作等[^3]。 对于 PTA 中涉及的具体应用场景,可以根据题目需求调整此基础算法来满足特殊约束条件下的功能扩展[^4]。 相关问题
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