无头单链表的增删查改

我们之前接触过顺序表（如果没有了解的童鞋可以看看我的另一篇Blog）
数据结构：顺序表

顺序表的优点与缺点：
我们知道顺序表存储数据可以很容易的对数据进行访问（即随机下标访问）时间复杂度O（1），但是它也有自己的缺陷：比如在频繁增删的场景下时间复杂度很不友好O（n），扩容时会导致空间的浪费等一系列问题。

面对这些问题，还有一种存储结构被称作链表。

今天我们就来引入了链表的概念：
链表是逻辑上有连续关系，但是物理上并不连续的链式存储结构。
数据的逻辑顺序是通过链表中指针的连续次序实现的，可以通过结构体指针实现动态的存储和分配。

链表的优点与缺点：
插入和删除的效率高，只需要改变指针的指向即可完成插入和删除，时间复杂度O（1）。内存利用率高，可以使用内存中细小的不连续的空间，只有在需要时创建空间，大小不固定，拓展灵活。但是链表的查找效率比较低，因为链表是从第一个结点向后遍历查找，时间复杂度O（n）。

链表的结点：
链表中的每个结点都分为两个域，一个数据域和一个指针域，如同铁链一样，将数据连接在一起，第一个元素指向第二个，第二个指向……一直到NULL链表结束。

链表的结点结构体：

typedef struct Node{
	int value;
	struct Node *next;//保存着下一个结点的地址
}Node;

和顺序表一样，我们也会对链表进行一些列的增删查改等操作，接下来我们一起看看吧。

链表的初始化

Main.c

Node *first;
LinkListInit(&first);

LinkList.c
实则就是初始化一条空链表（一个结点都没有的链表）
*first的地址&（*first），一级指针的地址用二级指针来接收。Node **ppFirst

void LinkListInit(Node **ppFirst){
	*ppFirst = NULL;
}

链表的头插

1. 被插入的数据，首先应当申请自己的空间 malloc。
2. 再将数据域和指针域给向这块空间。
3. 指针域是原本 *ppFirst的指向。
4. 头插结束改变 *ppFirst指向新加入元素的结点地址。

void LinkListPushFront(Node **ppFirst,int v){
	Node *node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	node->value = v;
	
	node->next = *ppFirst;
	*ppFirst = node;
}

链表的头删

1. 释放头空间前应当首先存储第一个结点的next(指针域）。
2. 释放头空间 free（*ppFirst）
3. 改变*ppFirst的指向新的首结点地址。

void LinkListPopFront(Node **ppFirst){
	assert(*ppFirst != NULL);
	Node *next = (*ppFirst)->next;
	free(*ppFirst);
	*ppFirst = next;
}

链表的尾插

1. 首先寻找最后一个结点的位置，才能尾插。（从第一个结点向后遍历，直到指针域为NULL，说明到达最后一个结点）
2. 和头插一样，新的数据要申请自己的空间才能加入链表。
3. 给这块空间赋予value和指针域，因为是尾插，所以指针域为NULL。
4. 这时，还应该改变插入前最后一个结点的指针域为新空间的地址。

void LinkListPushBack(Node **ppFirst, int v){
	if (*ppFirst == NULL){
		LinkListPushFront(ppFirst, v);
		return;
	}
	//寻找最后一个结点(至少一个结点）
	Node *cur = *ppFirst;
	while (cur->next != NULL){
		cur = cur->next;
	}
	//cur就是最后一个结点
	Node *node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	node->value = v;
	node->next = NULL;
	//原来最后一个结点的next = 新的结点
	cur->next = node;
}

链表的尾删

1. 尾删得找到倒数第二个结点，改变其指针域为NULL。
2. 释放最后一个结点的空间。

void LinkListPopBack(Node **ppFirst){
	assert(*ppFirst != NULL);
	//只有一个结点
	if ((*ppFirst)->next = NULL){
		free(*ppFirst);
		*ppFirst = NULL;
		return;
	}
	//找到倒数第二个结点(至少两个结点）
	Node *cur = *ppFirst;
	while (cur->next->next != NULL){
		cur = cur->next;
	}

	//释放最后一个结点
	free(cur->next);
	cur->next = NULL;
}

链表的查找

1. 链表的查找为遍历查找

Node * LinkListFind(const Node *first, int v){
	for (Node *cur = first; cur != NULL;cur = cur->next){
		if (cur->value = v){
			return cur;
		}
	}
	return NULL;
}

链表的释放

void LinkListDestroy(Node *first){
	Node *next;
	for (Node *cur = first; cur != NULL; cur = next){
		next = cur->next;
		free(cur);
	}
}

链表中删除第一个遇到的目标结点

1. 用cur->next的value和v比较
2. 删除目标结点前，先记录cur->next的值，赋给next，删除目标结点后，cur->next = next->next。

void LinkListRemove(Node **ppFirst, int v){
	if (*ppFirst == NULL){
		return;
	}
	Node *cur = *ppFirst;
	if (cur->value == v){
		*ppFirst = cur->next;
		free(cur);
		return;
	}
	while (cur->next != NULL){
		if (cur->next->value = v){
			Node *next = cur->next;
			cur->next = next->next;
			free(next);
			return;
		}
		cur = cur->next;
	}
}