数据结构 - 单链表 (增删查改详解)

概念:链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表 中的指针链接次序实现的 。

 从上图中我们可以看出,链式结构在逻辑上是连续的,但是在物理上不一定连续。

在这篇博客中,介绍的是单链表,具体点是叫无头单向非循环链表。它的结构简单,一般不会用来单独存储数据,实际中更多的是作为其他数据结构的子结构。

目录

1 单链表的结点结构 

2 创建一个简单的链表

2.1 单个结点创建

2.2 多个结点创建

3 链表的增删查改

3.1 链表尾插 

3.2 链表尾删 

3.3 链表头插 

3.4 链表头删 

3.5 查找链表中的值

3.6 在对应位置前面插入和后面插入

3.7 删除对应结点

3.8 释放链表

 4 完整代码及运行结果


1 单链表的结点结构 

struct SListNode
{
    SLTDataType val;
    struct SListNode* next;
}; 

2 创建一个简单的链表

此处我们还没有对链表进行真正的增删查改,只是创建一个结点的链表和一个多个结点的链表看一看!

2.1 单个结点创建

SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

2.2 多个结点创建

SLTNode* CreateSLTNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* phead, * ptail;
	phead = ptail = NULL;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < x; i++)
	{
		SLTNode* newnode = BuySLTNode(i);
		if (phead == NULL)
		{
			phead = ptail = newnode;
		}
		else
		{
			ptail->next = newnode;
			ptail = newnode;
		}
	}
	return phead;
}

 

在这里,小编将循环次数 i 作为每个结点的值,也就是val。这也是一个非常好的调试模板,大家如果在调试的时候遇到问题,将需要调试的值放入一个数组作为参数传到CreatSLTNode函数中即可,当然其中有些代码也要相应的修改,不会的同学可以私聊小编交流。

 好了,接下来开始我们的正题,对链表进行增删查改!!!

3 链表的增删查改

3.1 链表尾插 

void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	//链表为空的情况下,也可以进行尾插,因此不需要断言
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	SLTNode* tail = *pphead;
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		while (tail->next)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

相信细心的同学也看到了这段代码最前面有一条注释,一般来说我们对指针进行断言,是怕出现对空指针进行解引用的操作。而在这里,一个空链表,我们也是可以进行尾插的,但值得注意的是这里用到了二级指针 ,那是因为在链表为空时,我们要对链表的头进行修改,如果依旧是一级指针,那出了作用域,外面是找不到该作用域修改的值。(形参的变化改变不了实参)

3.2 链表尾删 

这里也要注意实参和形参的关系,如果要对链表的头结点进行修改,依然要传二级指针。

void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	//如果链表为空就不能再删了
	assert(*pphead);
	//链表中就一个结点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
		return;
	}

	SLTNode* prev = *pphead;
	SLTNode* cur = (*pphead)->next;
	//找到尾结点
	while (cur->next)
	{
		cur = cur->next;
		prev = prev->next;
	}
	free(cur);
	prev->next = NULL;
}

3.3 链表头插 

void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	//链表为空也可以进行头插,因此不需要断言
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);

	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

3.4 链表头删 

void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);

	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

3.5 查找链表中的值

SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

3.6 在对应位置前面插入和后面插入

 大家可以明显的发现,在pos位置前面插入的代码比在后面插入的代码多,并且在参数的位置再次使用了二级指针。那是因为在pos前插入,会遇到头插的情况,并且在pos前插入,需要多一步找到pos位置前一个结点的步骤。

//在pos位置后面插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

//在pos前一个的位置插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	//在第一个位置插入
	if (*pphead == pos)
	{
		newnode->next = *pphead;
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		newnode->next = pos;
		prev->next = newnode;
	}
}

3.7 删除对应结点

//删除pos位置之后的值
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos);
	//删除最后一个值
	if (pos->next == NULL)
	{
		return;
	}
	else
	{
		SLTNode* next = pos->next;
		pos->next = pos->next->next;
		free(next);
	}
}

//删除pos位置的值
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SLTNode* next = (*pphead)->next;
		free(*pphead);
		*pphead = next;
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = prev->next->next;
		free(pos);
	}
}

 3.8 释放链表

 对于链表的释放也很讲究,我们需要一个结点一个结点的释放,不能认为把头结点释放就可以了。

//释放链表
void SLTDestroy(SLTNode** pphead)
{
	SLTNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SLTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

 4 完整代码及运行结果

//SList.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int SLTDataType;

typedef struct SListNode
{
	SLTDataType val;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

//动态申请一个结点
SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x);

SLTNode* CreateSLTNode(SLTDataType x);

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead);

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);

//在pos位置后面插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);

//删除pos位置之后的值
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos);

//在pos前一个的位置插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos ,SLTDataType x);

//删除pos位置的值
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos);

//释放链表
void SLTDestroy(SLTNode** pphead);
//SList.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"

SLTNode* BuySLTNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

SLTNode* CreateSLTNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* phead, * ptail;
	phead = ptail = NULL;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < x; i++)
	{
		SLTNode* newnode = BuySLTNode(i);
		if (phead == NULL)
		{
			phead = ptail = newnode;
		}
		else
		{
			ptail->next = newnode;
			ptail = newnode;
		}
	}
	return phead;
}

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	//空链表也可以打印,因此不需要断言
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}


//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	//链表为空的情况下,也可以进行尾插,因此不需要断言
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	SLTNode* tail = *pphead;
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		while (tail->next)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}
//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	//如果链表为空就不能再删了
	assert(*pphead);
	//链表中就一个结点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
		return;
	}

	SLTNode* prev = *pphead;
	SLTNode* cur = (*pphead)->next;
	//找到尾结点
	while (cur->next)
	{
		cur = cur->next;
		prev = prev->next;
	}
	free(cur);
	prev->next = NULL;
}

//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	//链表为空也可以进行头插,因此不需要断言
	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);

	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(*pphead);

	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->val == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

//在pos位置后面插入
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

//删除pos位置之后的值
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos);
	//删除最后一个值
	if (pos->next == NULL)
	{
		return;
	}
	else
	{
		SLTNode* next = pos->next;
		pos->next = pos->next->next;
		free(next);
	}
}

//在pos前一个的位置插入
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
	//在第一个位置插入
	if (*pphead == pos)
	{
		newnode->next = *pphead;
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		newnode->next = pos;
		prev->next = newnode;
	}
}

//删除pos位置的值
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pos);

	if (*pphead == pos)
	{
		SLTNode* next = (*pphead)->next;
		free(*pphead);
		*pphead = next;
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = prev->next->next;
		free(pos);
	}
}

//释放链表
void SLTDestroy(SLTNode** pphead)
{
	SLTNode* cur = *pphead;
	while (cur)
	{
		SLTNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

 

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