- 单链表的删除运算(函数
Delete_List实现):
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义单链表结点结构
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} ListNode;
// 删除带表头结点的单链表中第k个元素
int Delete_List(ListNode* L, int k) {
if (k < 1 || L == NULL) return 0; // 参数非法或空表头
ListNode* p = L;
// 找到第k-1个结点(即第k个元素的前驱)
for (int i = 1; i < k; i++) {
if (p == NULL) break;
p = p->next;
}
// 若第k-1个结点不存在,或其后无第k个结点
if (p == NULL || p->next == NULL) {
return 0; // 删除失败
}
ListNode* toDelete = p->next; // 第k个结点
p->next = toDelete->next; // 跳过第k个结点
free(toDelete); // 释放内存
return 1; // 删除成功
}
说明:
L是指向头结点的指针(头结点不存储数据,仅作为链表起始标志)。- 第1个实际元素是
L->next。 - 时间复杂度:O(k),需遍历找到前驱结点。
- 空间复杂度:O(1)。
- 链表的特点:
- 非随机访问:必须从头开始逐个遍历,无法像数组一样通过下标直接访问。
- 动态大小:内存按需分配,适合数据量变化大的场景。
- 插入/删除高效:只要找到位置,修改指针即可,无需移动其他元素(对比数组需整体移动)。
- 额外空间开销:每个结点需额外存储指针域。
- 缓存局部性差:结点在内存中不连续,影响CPU缓存命中率。
- 其他链表结构:
| 链表类型 | 结构特点 |
|---|---|
| 双向链表 | 每个结点包含两个指针:front(前驱)和 next(后继),支持前后双向遍历。删除和插入更灵活,但占用更多空间。 |
| 循环链表 | 尾结点的 next 指向头结点(或首结点),形成环状结构。可用于实现循环队列、约瑟夫问题等。 |
| 静态链表 | 使用数组模拟链表结构,数组下标代替指针。每个元素包含数据域和“游标”(指示下一个元素下标)。适用于不支持动态内存分配的环境。 |
| 在单链表中实现第k个位置插入新元素的操作,需要考虑以下逻辑: |
- 若
k == 1,表示在第一个位置插入,则将新结点的next指向原第一个结点,并更新头结点的指针。 - 否则,找到第
k-1个结点(前驱结点)p。 - 若
p不存在或其后无结点(即当前长度不足k-1),则插入失败。 - 创建新结点,将其插入到
p之后。
实现代码(C语言)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义单链表结点结构
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} ListNode;
// 在带头结点的单链表L中第k个位置插入新元素x
int Insert_List(ListNode* L, int k, int x) {
if (k < 1 || L == NULL) return 0; // 参数非法
ListNode* p = L;
// 找到第k-1个结点
for (int i = 1; i < k; i++) {
if (p == NULL) break;
p = p->next;
}
// 若前驱结点p不存在,则无法插入
if (p == NULL) {
return 0; // 插入失败
}
// 创建新结点
ListNode* newNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
if (newNode == NULL) return 0; // 内存分配失败
newNode->data = x;
newNode->next = p->next; // 新结点指向原第k个结点
p->next = newNode; // 前驱结点指向新结点
return 1; // 插入成功
}
使用示例
int main() {
// 创建头结点
ListNode* head = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
head->next = NULL;
// 插入操作
Insert_List(head, 1, 10); // 插入第1个位置:10
Insert_List(head, 2, 20); // 插入第2个位置:20
Insert_List(head, 2, 15); // 在第2个位置插入15 → [10,15,20]
// 遍历输出
ListNode* p = head->next;
while (p != NULL) {
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
// 输出:10 15 20
return 0;
}
复杂度分析:
- 时间复杂度:O(k),需遍历找到第
k-1个结点。 - 空间复杂度:O(1),仅创建一个新结点。
注意事项:
- 必须检查
k的合法性(不能小于1)。 - 若链表长度不足
k-1,插入失败。 - 动态内存分配需判断是否成功(
malloc是否返回NULL)。 - 头结点不存储有效数据,仅作为结构统一处理的辅助。


5104

被折叠的 条评论
为什么被折叠?



