c语言 数据结构--链表（1）

于 2023-04-17 01:15:00 发布
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文章标签： 数据结构 链表 c语言 算法 开发语言
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这一期主要讲顺序表的插入和删除操作、头插法和尾插法、链表的插入和删除操作

一、顺序表的插入和删除操作

利用定义的顺序表的数据类型SeqList就可以定义变量了。变量L的定义与使用方法有以下两种：

  • 通过变量定义语句：

将L定义成SeqList类型的变量，利用L.elem[ i-1 ]来访问顺序表中序号为 i 的元素ai；通过L.last 可得到顺序表中最后的一个元素的下标，而L.last+1就是顺序表的长度。

  • 通过指针变量定义语句：

将L定义为指向SeqList类型的指针变量，使用时，可通过L->elem[ i-1 ] 来访问顺序表中的序号为i的元素ai，使用L->last+1 则得到顺序表的长度。

（1）插入操作

int InsList(SeqList *L,int i,int e)
{
    int k;
    if((i<1)||(L->last+2))     //（1）//判断插入位置是否合法，如果小于1或者大于表长加1，则返回错误
    {
        printf("插入位置i不合法");
        return ERROR;
    }
    if(L->last>=MAXSIZE-1)     //（2）
    {
        printf("表已满");
        return ERROR;
    }
    for (k=L->last;k>=i-1;k--)//（3）//从表尾开始，将第i个位置及之后的元素依次后移一位，为插入元素腾出空间
    {
        L->elem[k+1] = L->elem[k];   //依次后移
    }
    L->elem[i-1]=e;       //将元素e放入第i个位置
    L->last++;             //更新表长
    return OK;
}

（1）段代码 i 表示为要插入的位置，它的合法取值范围是1<= i< =L->last+2，插入的位置可以是表的末尾，所以 L->last+1 可以再加1变成 L->last+2

（2）段代码L->last >=MAXSIZE-1，说明已经超出顺序表的长度，表示表已经满了

（3）段怎么理解呢？

假设线性表有（28，31，10，21，25，38），要在第三个元素之前插入一个元素999

那么就需要将最后一个元素和第三个位置的元素依次后移，然后插入999

此时 i = 3，e = 999，L->last=5

① 先将元素依次往后移

    for (k=L->last;k>=i-1;k--)//（3）//从表尾开始，将第i个位置及之后的元素依次后移一位，为插入元素腾出空间
    {
        L->elem[k+1] = L->elem[k];   //依次后移
    }

 

 

 ②插入元素和更新表长

    L->elem[i-1]=e;       //将元素e放入第i个位置
    L->last++;             //更新表长

 

 （2）删除操作

int DelList(SeqList *L,int i,int *e)
{
    int k;
    if((i<1) || (i>L->last+1))     //（1）判断删除位置是否合法，如果小于1或者大于表长，则返回错
    {
        printf("删除的位置不合法！");
        return ERROR;
    }
    *e = L->elem[i-1];                //（2）将第i个位置的元素的值赋给e
    for(k=i;i<=L->last;k++)          //（3）从第i+1个位置开始，将之后的元素依次前移一位，覆盖被删除的元素
    {
        L->elem[k-1] = L->elem[k];     //将元素依次往前移
    }
    L->last--;                     //更新表长
    return OK;
}

（1）段代码 i 表示为要删除的位置，它的合法取值范围是1<= i< =L->last+1；因为序号i里不能是空的，得有元素才能删除，所以相比于插入操作长度就少了1。

（2）段代码 将第i个位置的元素的值赋给e

（3）段代码怎么理解呢？

假设线性表有（28，31，10，21，25，38），删除第四个元素，即

那么就需要将第五个元素和最后一个元素依次往前移

此时 i = 4，*e=21，L->last=5

①将元素往前移

    for(k=i;i<=L->last;k++)          //（3）从第i+1个位置开始，将之后的元素依次前移一位，覆盖被删除的元素
    {
        L->elem[k-1] = L->elem[k];     //将元素依次往前移
    }

 

 

②更新表长

 L->last--;                     //更新表长

二、头插法和尾插法

 1、头插法

void CreateFromHead(LinkList L)
{
    Node *s;                  //定义一个新节点指针s
    char c;                   //定义一个字符变量c，用于存储输入的数据
    int flag=1;               //定义一个标志变量flag，用于控制循环结束
    while(flag)             //循环输入数据，直到输入-99为止
    {
        scanf("%d",&c);
        if(c!=-99)                    //如果输入的数据不是-99，表示还要继续插入节点
        {
            s = (Node*) malloc(sizeof(Node));
            s->data = c;            //将输入的数据赋给新节点的数据域
            s->next = L->next;      //将新节点的指针域指向原来的第一个节点
            L->next = s;           //将头节点的指针域指向新节点，完成头插操作
        }
        else                      //如果输入的数据是-99，表示结束插入
        {
            flag = 0;            //将标志变量置为0，退出循环
        }
    }
}

① 初始化链表

void InitList(LinkList *L)
{
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    (*L)->next = NULL;
}

② 申请新结点并赋值

      s = (Node*) malloc(sizeof(Node));  //动态分配一个结点的内存空间，并让s指向它
      s->data = c;                            //将c的值赋给s所指结点的数据域

③插入结点

     r->next = s;                             //将s所指结点链接到r所指结点的后面
     r=s;                                     //让r指向s，即更新尾结点的位置

 图解：

 

 2、尾插法

void CreateTail(LinkList L)
{
    Node *r,*s;                  //定义两个指针变量，r指向链表的尾结点，s指向新创建的结点
    int flag=1;                  //定义一个标志变量，用于控制循环的结束
    int c;                       //定义一个整型变量，用于存储输入的数据
    r=L;                        //让r指向链表的头结点
    while(flag)                 //循环直到flag为0
    {
        scanf("%d",&c);         //从标准输入读取一个整数赋值给c
        if(c!=-99)                     //如果c不等于-99，表示还有数据需要插入链表
        {
            s = (Node*) malloc(sizeof(Node));  //动态分配一个结点的内存空间，并让s指向它
            s->data = c;                            //将c的值赋给s所指结点的数据域
            r->next = s;                             //将s所指结点链接到r所指结点的后面
            r=s;                                     //让r指向s，即更新尾结点的位置
        }
        else                                        //如果c等于-99，表示没有数据需要插入链表
        {
            flag = 0;                              //将flag置为0，结束循环
            r->next = NULL;                        //将尾结点的指针域置为NULL，表示链表结束
        }
    }
}

①初始化

void InitList(LinkList *L)
{
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
    (*L)->next = NULL;
}

②申请新节点并赋值

      s = (Node*) malloc(sizeof(Node));  //动态分配一个结点的内存空间，并让s指向它
      s->data = c;                            //将c的值赋给s所指结点的数据域

③插入节点

          r->next = s;                             //将s所指结点链接到r所指结点的后面
          r=s;                                     //让r指向s，即更新尾结点的位置

图解：

 

三、链表的插入和删除操作

（1）插入操作

（在第i个结点前插入一个节点）

int InsList(LinkList L,int i,int e)

{
    Node *pre,*s;              //定义两个指针变量，pre指向插入位置的前一个结点，s指向新创建的结点
    int k;                     //定义一个整型变量，用于记录当前遍历到的结点的位置
    pre=L;                    //让pre指向链表的头结点
    k=0;                      //将k初始化为0
    while(pre!=NULL&&k<i-1)   //循环直到pre指向NULL或者k等于i-1
    {
        pre=pre->next;        //让pre指向下一个结点
        k=k+1;                //将k加1，表示移动了一个位置
    }
    if(!pre)                  //如果pre为空，表示插入位置不合理
    {
        printf("插入位置不合理!");
        return ERROR;
    }
    s=(Node*)malloc(sizeof(Node));     //动态分配一个结点的内存空间，并让s指向它
    s->data=e;                            //将e的值赋给s所指结点的数据域
    s->next=pre->next;                     //将s所指结点链接到pre所指结点的后面
    pre->next=s;                         //将pre所指结点链接到s所指结点的前面
    return OK;
}

①先寻找第i-1个节点

    while(pre!=NULL && k<i-1)   //循环直到pre指向NULL或者k等于i-1
    {
        pre=pre->next;        //让pre指向下一个结点
        k=k+1;                //将k加1，表示移动了一个位置
    }
    if(!pre)                  //如果pre为空，表示插入位置不合理
    {
        printf("插入位置不合理!");
        return ERROR;
    }

②申请新结点

    s=(Node*)malloc(sizeof(Node));     //动态分配一个结点的内存空间，并让s指向它
    s->data=e;                            //将e的值赋给s所指结点的数据域

③ 插入节点

    s->next=pre->next;                     //将s所指结点链接到pre所指结点的后面
    pre->next=s;                         //将pre所指结点链接到s所指结点的前面

图解：

 （2）删除操作

（删除第 i 个结点）

int DelList(LinkList L,int i)
{
    Node *pre,*r;              //定义两个指针变量，pre指向删除位置的前一个结点，r指向删除的结点
    int k;                     //定义一个整型变量，用于记录当前遍历到的结点的位置
    pre=L;                    //让pre指向链表的头结点
    k=0;                      //将k初始化为0
    while(pre->next!=NULL && k<i-1)   //循环直到pre的下一个结点为空或者k等于i-1
    {
        pre=pre->next;                //让pre指向下一个结点
        k=k+1;                        //将k加1，表示移动了一个位置
    }
    if(!(pre->next))                //如果pre的下一个结点为空，表示删除位置不合理
    {
        printf("删除结点的位置i不合理!");
        return ERROR;
    }
    r=pre->next;                      //让r指向pre的下一个结点，即要删除的结点
    pre->next=pre->next->next;        //将pre所指结点链接到r所指结点的后面，即跳过r所指结点
    free(r);                 //释放r所指结点的内存空间
    printf("成功删除结点!");
    return OK;
}

① 寻找第 i-1个结点

    while(pre->next!=NULL && k<i-1)   //循环直到pre的下一个结点为空或者k等于i-1
    {
        pre=pre->next;                //让pre指向下一个结点
        k=k+1;                        //将k加1，表示移动了一个位置
    }
    if(!(pre->next))                //如果pre的下一个结点为空，表示删除位置不合理
    {
        printf("删除结点的位置i不合理!");
        return ERROR;
    }

②删除并释放 i 结点

    r=pre->next;                      //让r指向pre的下一个结点，即要删除的结点
    pre->next=pre->next->next;        //将pre所指结点链接到r所指结点的后面，即跳过r所指结点
    free(r);                 //释放r所指结点的内存空间

图解：

 

总结：

插入操作的循环条件 while(pre!=NULL && k<i-1) 跟删除操作循环条件 while(pre->next!=NULL && k<i-1) 不一样的原因是：假设当前表中有元素m个，插入一个元素就是m+1个 ，即可以在表的末尾插入元素。删除操作只能删除当前的m个元素。

小卢人
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