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
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;
}