数据结构之详解单链表的各项操作

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#数据结构 #c语言 #链表

1.定义单链表

typedef struct LNode {
	int data;//数据域用来存放内容和数据的地方，看你要输入的数据而给类型
	struct LNode *next;  //相当于弄一个指向自己的指针，也叫结构体类型指针
} LNode, *LinkList; //LinkList为指向结构体LNode的指针类型

LinkList p, q; //在这里定义全局变量，因为后面基本用的到

2.初始化单链表

//1.初始化链表
//生成新的结点作为头结点，用头指针L指向头结点
//头结点的指针域置为空
//在这里设置有头结点的情况

void InitList(LinkList &L) {
	L = new LNode; //生成新结点L作为头结点，new+类型名为c++的用法，L设为LNode类型
	if (L->next == NULL) //在这里判断链表是否为空
		return ;
	L->next = NULL;
}

3.操作菜单显示

void caozuo() {
	printf("-------------------------（1）单链表初始化-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（2）改装头插法建立链表-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（3）尾插法建立链表-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（4）在第i个元素之前插入-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（5）查找操作-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（6）删除第i个元素-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（7）头插法建立链表-------------------------------\n");

}

4.头插法创建链表

//2.标准头插法
//创建一个只有头结点的空链表
//进行循环输入数据域中，然后让p指向头结点的后面
//要明白，头插就是逆序的了
void ListtouInserth(LinkList &L, int i) {
	//L = new LNode;   //如果要这个，第二次运行，就会重置，就是第一次放入链表的内容都没有了
	//L->next = NULL; //先建立一个带头结点的空链表

	//先让p指向第一个结点然后让p依次指向每一位结点依次存储
	printf("请依次输入：\n");
	for (int j = 0; j < i; j++) {
		p = new LNode; //这里定义的是p结点，每次都要插入新的结点，因此每次都要生成新的结点p
		scanf("%d", &p->data); //存入数据域中
		//下面是每次都插入头结点的后面去

		p->next = L->next;
		L->next = p;
	}
}

5.尾插法创建单链表

//3.尾插操作
//从一个空表L开始，将新结点依次插入到链表的尾部，尾指针r指向链表的尾结点
//一开始时，r同L均指向头结点，每读入一个数据元素则申请一个新结点
//将新结点插入到尾结点后，r指向新结点
void CreateList(LinkList &L, int i) {
	q = L; //让尾指针指向头结点
	printf("依次输入内容：\n");
	for (int j = 0; j < i; j++) {
		p = new LNode; //这里可以看头插相似主要步骤在下面
		scanf("%d", &p->data);
		//********
		p->next = NULL; //让p结点的指针域置为空，因为p结点在这里将要作为尾结点，而尾结点要满足指针域为空
		q->next = p; //把p结点的地址赋给q指向的下一个指针域中，也就是连接起来
		q = p; //然后让q指向p重新指向尾结点

	}
}

6.第i个位置插入法

//2.单链表的插入
//将值为e的新结点插入到表的第i个位置
//查找结点a（i-1）个位置对应的结点，并让p指向这个结点
//生成一个新的结点*s存放插入的内容
//将新结点*s的指针域指向结点a（i）;
//将结点*p的指针的指针域指向新结点*s;
void ListInsert(LinkList &L, int i, int e) {
	//这个是生成个指针
	p = L; //p指向L相当于不用动L而用p复制L的作用去操作；p和L指向头结点，头结点是不存放数据的
	int j = 0; //这个是当前p指向的结点位置，用来控制循环的

	while (p != NULL && j < i - 1) { //在这里要循环找的原因就是链表是连续存储的，所以找的话也要连续寻找位置
		p = p->next; //p指向下一位结点
		j++;
	}
	if (p == NULL  ) {	//判断输入的i是否合法
		return ;
	}
	//下面是解读这个用法
	//sizeof(LNode):首先操作符sizeof计算结构体LNode所占的空间
	//malloc(sizeof(LNode)):malloc是用来给里面的大小内容开辟一个空间的
	//(LNode * )malloc(sizeof(LNode)):就是强制转换头部文件调用"#include <stdlib.h>"，malloc()函数返回类型为(void * )
	//由于 L 是指针变量，直接赋值肯定报错，所以要将malloc()函数的返回值，用(LNode * )强制装换为指针类型
	LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //这个是c语言的用法

	//LNode *s;这里是生成新的结点

	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return ;


}

7.查找法

//5.查找
//依次查找是否相等就可以了
void chazhao(LinkList L, int i) {
	p = L->next;
	int e = 1;
	while (p != NULL && p->data != i) {
		p = p->next;
		e++;
	}
	if (p == NULL)
		printf("查找失败，该元素并不在链表中\n");
	else
		printf("查找成功\n");
	printf("该元素位置为：%d\n", e);
}

8.删除第i个结点

//6.删除
//首先找到a（i-1）；然后用q指向要删除的第i位置结点
//令p->next指向a（i+1）
//释放结点ai的空间
void ListDelete(LinkList &L, int i, int e) {
	p = L;
	int j = 0;
	//找第i个要删除的位置
	while ((p->next) && (j < i - 1) ) { //这里的条件，用p->next的是为了防止i-1个位置为空
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (!(p->next) || (j > i - 1)) {
		printf("输入内容不合法\n");
		return ;
	}
	q = p->next; //临时保存被删结点的地址以备释放
	e = q->data;
	printf("删除的元素为%d \n", e);

	p->next = q->next; //改变删除结点前驱结点的指针域
	delete q;//释放删除结点的空间
}

9.打印链表内容

void dayin(LinkList L) {
	p = L->next; //也就是指向头结点的下一位，就是第一个结点
	//打印链表里面的内容就是p非空
	printf("当前链表内容为： \n");
	while (p != NULL) {
		printf("%d\t", p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

10.总代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//库函数malloc要

//#include <windows.h>//目前不知为啥windows用不了咯
typedef struct LNode {
	int data;//数据域用来存放内容和数据的地方，看你要输入的数据而给类型
	struct LNode *next;  //相当于弄一个指向自己的指针，也叫结构体类型指针
} LNode, *LinkList; //LinkList为指向结构体LNode的指针类型

LinkList p, q; //在这里定义全局变量，因为后面基本用的到

void caozuo() {
	printf("-------------------------（1）单链表初始化-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（2）改装头插法建立链表-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（3）尾插法建立链表-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（4）在第i个元素之前插入-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（5）查找操作-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（6）删除第i个元素-------------------------------\n");
	printf("-------------------------（7）头插法建立链表-------------------------------\n");

}

//1.初始化链表
//生成新的结点作为头结点，用头指针L指向头结点
//头结点的指针域置为空
//在这里设置有头结点的情况

void InitList(LinkList &L) {
	L = new LNode; //生成新结点L作为头结点，new+类型名为c++的用法，L设为LNode类型
	if (L->next == NULL) //在这里判断链表是否为空
		return ;
	L->next = NULL;
}

//2.单链表的插入
//将值为e的新结点插入到表的第i个位置
//查找结点a（i-1）个位置对应的结点，并让p指向这个结点
//生成一个新的结点*s存放插入的内容
//将新结点*s的指针域指向结点a（i）;
//将结点*p的指针的指针域指向新结点*s;
void ListInsert(LinkList &L, int i, int e) {
	//这个是生成个指针
	p = L; //p指向L相当于不用动L而用p复制L的作用去操作；p和L指向头结点，头结点是不存放数据的
	int j = 0; //这个是当前p指向的结点位置，用来控制循环的

	while (p != NULL && j < i - 1) { //在这里要循环找的原因就是链表是连续存储的，所以找的话也要连续寻找位置
		p = p->next; //p指向下一位结点
		j++;
	}
	if (p == NULL  ) {	//判断输入的i是否合法
		return ;
	}
	//下面是解读这个用法
	//sizeof(LNode):首先操作符sizeof计算结构体LNode所占的空间
	//malloc(sizeof(LNode)):malloc是用来给里面的大小内容开辟一个空间的
	//(LNode * )malloc(sizeof(LNode)):就是强制转换头部文件调用"#include <stdlib.h>"，malloc()函数返回类型为(void * )
	//由于 L 是指针变量，直接赋值肯定报错，所以要将malloc()函数的返回值，用(LNode * )强制装换为指针类型
	LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //这个是c语言的用法

	//LNode *s;这里是生成新的结点

	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return ;


}

void dayin(LinkList L) {
	p = L->next; //也就是指向头结点的下一位，就是第一个结点
	//打印链表里面的内容就是p非空
	printf("当前链表内容为： \n");
	while (p != NULL) {
		printf("%d\t", p->data);
		p = p->next;
	}
	printf("\n");
}

//改装一下头插
//这直接改装插入的函数即可
void ListtouInsert(LinkList &L, int e) {
	//这个是生成个指针
	p = L; //p指向L相当于不用动L而用p复制L的作用去操作；p和L指向头结点，头结点是不存放数据的
	LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //这个是c语言的用法
	//LNode *s;这里是生成新的结点
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return ;


}

//2.标准头插法
//创建一个只有头结点的空链表
//进行循环输入数据域中，然后让p指向头结点的后面
//要明白，头插就是逆序的了
void ListtouInserth(LinkList &L, int i) {
	//L = new LNode;   //如果要这个，第二次运行，就会重置，就是第一次放入链表的内容都没有了
	//L->next = NULL; //先建立一个带头结点的空链表

	//先让p指向第一个结点然后让p依次指向每一位结点依次存储
	printf("请依次输入：\n");
	for (int j = 0; j < i; j++) {
		p = new LNode; //这里定义的是p结点，每次都要插入新的结点，因此每次都要生成新的结点p
		scanf("%d", &p->data); //存入数据域中
		//下面是每次都插入头结点的后面去

		p->next = L->next;
		L->next = p;
	}
}

//3.尾插操作
//从一个空表L开始，将新结点依次插入到链表的尾部，尾指针r指向链表的尾结点
//一开始时，r同L均指向头结点，每读入一个数据元素则申请一个新结点
//将新结点插入到尾结点后，r指向新结点
void CreateList(LinkList &L, int i) {
	q = L; //让尾指针指向头结点
	printf("依次输入内容：\n");
	for (int j = 0; j < i; j++) {
		p = new LNode; //这里可以看头插相似主要步骤在下面
		scanf("%d", &p->data);
		//********
		p->next = NULL; //让p结点的指针域置为空，因为p结点在这里将要作为尾结点，而尾结点要满足指针域为空
		q->next = p; //把p结点的地址赋给q指向的下一个指针域中，也就是连接起来
		q = p; //然后让q指向p重新指向尾结点

	}
}
//5.查找
//依次查找是否相等就可以了
void chazhao(LinkList L, int i) {
	p = L->next;
	int e = 1;
	while (p != NULL && p->data != i) {
		p = p->next;
		e++;
	}
	if (p == NULL)
		printf("查找失败，该元素并不在链表中\n");
	else
		printf("查找成功\n");
	printf("该元素位置为：%d\n", e);
}

//6.删除
//首先找到a（i-1）；然后用q指向要删除的第i位置结点
//令p->next指向a（i+1）
//释放结点ai的空间
void ListDelete(LinkList &L, int i, int e) {
	p = L;
	int j = 0;
	//找第i个要删除的位置
	while ((p->next) && (j < i - 1) ) { //这里的条件，用p->next的是为了防止i-1个位置为空
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (!(p->next) || (j > i - 1)) {
		printf("输入内容不合法\n");
		return ;
	}
	q = p->next; //临时保存被删结点的地址以备释放
	e = q->data;
	printf("删除的元素为%d \n", e);

	p->next = q->next; //改变删除结点前驱结点的指针域
	delete q;//释放删除结点的空间
}
int main() {

	printf("阿祥回炉重造单链表\n");
	//两个定义的法子
	//LNode *L;  //这个强调定义结点指针*L
	LinkList L;//定义一个链表的头指针，也可以把这个链表的名称为L链表

	//操作菜单
	caozuo();
	int n = 0;//用来控制操作的进行步骤
	int i = 0; //设置要插入的位置和取值操作的使用
	int e = 0; //用来输入插入的数值
    InitList(L);
	scanf("%d", &n);

	while (1) {
		switch (n) {
			case 1://初始化单链表
				
				printf("1.初始化成功\n");
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;
			case 2://头插法的方式。我这里的尾插和头插可以应用于插入玩法，既可以输入第i个位置插入，也可以固定头和尾插
				printf("输入要插入的长度\n");
				scanf("%d", &i);
				printf("依次输入内容：\n");
				for (int j = 0; j < i; j++) {
					scanf("%d", &e);
					ListtouInsert(L, e);
				}
				dayin(L);
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;


			case 3 ://尾插入
				printf("输入要插入的长度\n");
				scanf("%d", &i);
				CreateList(L, i);
				dayin(L);
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;

			case 4 ://任意位置插入
				printf("请输入你要插入的位置\n");
				scanf("%d", &i);

				printf("请输入你要插入的数值\n");
				scanf("%d", &e);

				ListInsert(L, i, e);
				dayin(L);
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;

			case 5 ://查找第i个元素
				printf("请输入你要查找的数值\n");
				scanf("%d", &i);
				chazhao(L, i);

				dayin(L);
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;

			case 6 ://删除第i个元素
				printf("请输入你要删除的元素的位置\n");
				scanf("%d", &i);
				ListDelete(L, i, e);

				dayin(L);
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;
			case 7 ://头插初始化
				printf("输入初始化链表长度\n");
				scanf("%d", &i);
				ListtouInserth(L, i);

				dayin(L);
				caozuo();
				scanf("%d", &n);
				break;




		}
	}



	return 0;
}