线性链表原理与操作-优快云博客

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2.线性链表

线性链表是由n个结点链结成的一个链表。结点包括两个域：存储数据元素信息的域称为数据域；存储直接后继存储位置的域称为指针域。指针域中存储的信息称为指针或链。数据元素之间的逻辑关系是由结点中的指针指示的。

单链表可由头指针唯一确定，头指针指示链表中第一个结点的存储位置。

//----------------线性表的单链表存储结构----------------

typedef struct LNode{
ElemType data;
struct LNode *next;
}LNode, * LinkList;

单链表的第一个结点之前附设一个结点，称为头结点。头结点的数据域可以不存储任何信息，也可以存储如线性表的长度等类的附加信息，头结点的指针域存储指向第一个结点的指针（即第一个元素结点的存储位置）。若线性表为空表，则头结点的指针域为空。

//----------------L为带头结点的单链表的头指针----------------

//----------------当第i个元素存在时，其值赋给e并返回----------------

Status GetElem_L(LinkList L, int i, ElemType &e){
LNode *p = L->next; //初始化，p指向第一个结点
j = 1;
while (p && j < i){
  p = p->next;
  ++j;
}
if (!p || j > i)
  return ERROR;
e = p->data;
return OK;
}

插入操作的指针修改语句为：

s -> next = p -> next; p -> next = s;

删除操作的描述语句为：

p - > next = p -> next -> next;

//----------------带头结点的单链表L中第i个位置之前插入元素e----------------

Status ListInsert_L(LinkList &L, int i, ElemType e){
LNode *p = L;
j = 0;
while (p && j < i - 1){
  p = p -> next;
  ++j;
}
if (!p || j > i - 1)
  return ERROR;
LNode *s = (LinkList)malloc(sizeof (LNode));
s ->data = e;
s ->next = p ->next;
p ->next = s;
return OK;
}

//----------------带头结点的单链表L中，删除第i个位置元素，并由e返回其值----------------

Status ListDelete_L(LinkList &L, int i, ElemType &e){
LNode *p = L;
j = 0;
while (p ->next && j < i - 1){
  p = p ->next;
  ++j;
}
if (! p ->next || j > i - 1)
  return ERROR;
LNode *q = p ->next;
p ->next = q ->next;
e = q ->data;
free (q);
return OK;
}

两个算法的时间复杂度都是O（n）。单链表和顺序存储结构不同，它是一种动态结构。建立线性表的链式存储结构的过程就是一个动态生成链表的过程。

//----------------逆位序输入n个元素的值，建立带头结点的单链表L----------------

void CreateList_L(LinkList &L, int n){
L = (LinkList) malloc (sizeof (LNode));
L ->next = NULL;   //先建立一个带头结点的单链表
LNode *p;
for (int i = n; i > 0; --i){
  p = (LinkList) malloc (sizeof (LNode));
  scanf (&p ->data);
  p ->next = L ->next;
  L ->next = p;
}
return OK;
}

逆序建立单链表算法的时间复杂度都是O（n）。

//----------------已知单链线性表La和Lb的元素按值非递减排列----------------

//----------------归并La和Lb得到新的单链线性表Lc，Lc的元素也按照非递减排列----------------

void MergeList_L(LinkList &La, LinkList &Lb, LinkList &Lc){
LNode *pa = La ->next;
LNode *pb = Lb ->next;
LNode *pc;
Lc = pc = La;   //用La的头结点作为Lc的头结点
while (pa && pb){
  if (pa ->data <= pb ->data){
   pc ->next = pa;
   pc = pa;
   pa = pa ->next;
  }
  else{
   pc ->next = pb;
   pc = pb;
   pb = pb ->next;
  }
}
pc ->next = pa ? pa : pb;
free (Lb); //释放Lb的头结点
}