单链表的建立和相关操作

一、单链表的定义

      单链表是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。

         假设单链表各节点的数据为int型，则单链表定义如下：

//自定义数据类型
typedef int elemtype;
//定义结点数据类型
typedef struct node
{
	elemtype data; //数据域
	struct node *next; //指针域
}LinkList;

二、单链表的基本操作

1、头插法建立单链表

    头插法建立单链表的基本思想是：首先生成一个新节点，将读入的数据存入新节点的数据域，然后将新节点x作为第一个节点插入到链表的头结点之后，重复上述过程，知道输入结束标志为止。代码如下：

//头插法建立单链表
LinkList *Great_LinkList()
{
	LinkList *head;
	LinkList *p;
	elemtype x;
	head = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));

	if(head == NULL)
	{
		return head;
	}
	head->next = NULL;

	while(1)
	{
		printf("请输入数据：");
		scanf("%d",&x);

		p = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));
		if(p == NULL)
		{
			return 0;
		}
		p->data = x;
		p->next = head->next;
		head->next = p;

		printf("是否继续输入(y/n)：");
		getchar();
		char a;
		scanf("%c",&a);
		if(a == 'n' || a == 'N')
		{
			break;
		}
	}
	return head;
}

2、尾插法建立单链表

      尾插法建立单链表的思想是：生成一个新节点，将读入的数据存入新节点的数据域中，然后每次都是将新节点连入到当前链表的尾节点之后，为避免尾指针tail始终指向链表的尾节点，以便将新节点直接连入尾节点的后面。代码如下：

LinkList *Great_LinkListR()
{
	LinkList *head;
	LinkList *tail;
	LinkList *p;
	elemtype x;

	head = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));
	if(head == NULL)
	{
		return head;
	}
	head->next = NULL;
	tail = head;

	while(1)
	{
		printf("请输入数据：");
		scanf("%d",&x);

		p = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));
		if(p == NULL)
		{
			return head;
		}
		p->data = x;
		tail->next = p;
		tail = p;
		tail->next = NULL;

		printf("是否继续输入(y/n)：");
		getchar();
		char a;
		scanf("%c",&a);
		if(a == 'n' || a == 'N')
		{
			break;
		}
	}
	return head;
}

3、单链表的遍历

    链表的遍历就是从链表的首节点开始，依次访问表中每一个节点并且仅防问一次，算法思想是：设一个移动指针，移动指针从首节点开始依次访问链表中的每一个节点，同时输出节点中的数据，知道最后的尾节点。代码如下：

//遍历单链表
int Print_LinkList(LinkList *head)
{
	LinkList *p = head->next;
	if(p == NULL)
	{
		return 0;
	}
	while(p != NULL)
	{
		printf("%d\t",p->data);
		p = p->next;
	}
	return 1;
}

4、求单链表的长度

   链表的长度就是链表中节点的个数。算法思想是：设置一个计数器，然后扫描该链表，每扫描一个节点计数器加一，知道尾节点。代码如下：

//求点链表长度
int LinkList_Length(LinkList *head)
{
	LinkList *p = head->next;
	int num = 0;
	if(p == NULL)
	{
		return 0;
	}
	while(p != NULL)
	{
		num++;
		p = p->next;
	}
	return num;
}

5、按序号查找（查找第i个节点的数据）

    按序号查找运算是指在长度为n的单链表中，查找第i个节点，当且仅当1<=i<=n时，i才是有效的。算法的思想是：设一个计数器和一个移动指针，从链表的头结点开始，移动指针指向当前节点，计数器记录指针扫描过的节点个数，当移动指针指向下一个节点时，计数器相应的加一。判断当前节点是否是第i个，如果是，则返回当前节点的指针，否则继续向下移动指针，直到链表结束为止。如果整个链表查找完都没有找到第i个节点则返回NULL。代码如下：

LinkList *GetData_LinkList(LinkList *head, int i)
{
	LinkList *p = head;
	int j = 0;

	if(i <= 0)
	{
		return NULL;
	}
	while(p->next != NULL && j < i)
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
		if(j == i)
		{
			return p;
		}
		else
		{
			return NULL;
		}
}

6、按值查找

   按值查找指在链表中查找给定值的位置，算法思想为：设置一个计数器，然后扫描整个链表，每扫描一个节点，计数器相应的加一，并且判断该节点中的值是否是要查找的值，如果是，返回计数器的值，否则继续扫描，直到链表结束。代码如下：

//按值查找
int Search_LinkList(LinkList *head,elemtype key)
{
	LinkList *p = head;
	int j = 0;

	while(p->next != NULL)
	{
		j++;
		p = p->next;
		if(p->data == key)
		{
			return j;
		}
	}
	return -1;
}

7、单链表的插入(后插)

在链表中值为x的节点之后插入一个值为key的新节点。代码如下：

void InsertAfter_LinkList(LinkList *head,elemtype x,elemtype key)
{
	LinkList *p = head;

	while(p != NULL && p->data != x)
	{
		p = p->next;
	}
	if(p == NULL)
	{
		printf("输入错误！\n");
	}
	else
	{
		LinkList *q = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));
		if(q == NULL)
		{
			return;
		}
		q->data = key;
		q->next = p->next;
		p->next = q;
	}
}

8、//单链表的插入(前插)

在链表中值为x的节点之后插入一个值为key的新节点。代码如下：

void InsertBefore_LinkList(LinkList *head, elemtype x, elemtype key)
{
	LinkList *p = head;

	while(p != NULL && p->next->data != x)
	{
		p = p->next;
	}
	if(p == NULL)
	{
		printf("输入错误！\n");
	}
	else
	{
		LinkList *q = (LinkList *)malloc(sizeof(LinkList));
		if(q == NULL)
		{
			return;
		}
		q->data = key;

		q->next = p->next;
		p->next = q;
	}
}

9、删除指定节点

删除给定数据所在节点。代码如下：

//删除指定节点
int DeleteNode_LinkList(LinkList *head, elemtype x)
{
	LinkList *p = head;

	while(p != NULL && p->next->data != x)
	{
		p = p->next;
	}
	if(p == NULL)
	{
		printf("输入错误！\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		p->next = p->next->next;
	}
	return 1;
}

10、删除后继节点

删除给定数据所在节点的后继节点。代码如下：

//删除后继节点
int DeleteAfter_LinkList(LinkList *head,elemtype x)
{
	LinkList *p = head;

	while(p != NULL && p->data != x)
	{
		p = p->next;
	}
	if(p == NULL)
	{
		printf("输入错误！\n");
		return -1;
	}
	else
	{
		p->next = p->next->next;
	}
	return 1;
}

11、置空表

置空表即为依次删除每一个节点。代码如下：

LinkList *SetNull_LinkList(LinkList *head)
{
	while(head->next)
	{
		head->next = head->next->next;
	}
	return head;
}