数据结构 – 链表

文章目录

数据结构 -- 链表
一、单链表
- 1.概念及结构
- 2.接口实现
- 3.特性总结
二、双向带头循环链表
- 1.概念及结构
- 2.接口实现
- 3.特性总结
总结

一、单链表

1.概念及结构

单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次序来实现的。

其结构定义如下：

typedef int SLTDataType;typedef struct SListNode
{SLTDataType data;struct SListNode* next;
}SLTNode;

2.接口实现

代码如下：
1.直接创建节点

void SLTTest1()
{//创建结点SLTNode* n1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));assert(n1);SLTNode* n2 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));assert(n2);SLTNode* n3 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));assert(n3);SLTNode* n4 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));assert(n4);n1->data = 1;n2->data = 2;n3->data = 3;n4->data = 4;n1->next = n2;n2->next = n3;n3->next = n4;n4->next = NULL;SListPrint(n1); SListPushBack(&n1, 5);SListPrint(n1);
}

2.创建新节点

SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x)//返回值是新节点的地址
{SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));assert(newnode);newnode->data = x;newnode->next = NULL;return newnode;
}

3.打印

void SListPrint(SLTNode* phead)
{assert(phead);SLTNode* cur = phead;while (cur != NULL){printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;}printf("NULL\n");
}

4.尾插

void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{assert(pphead);SLTNode* newnode = BuySListNode(x);if (*pphead == NULL)//当链表是空的时候，直接将指向头结点的指针指向创建的新结点//但是由于是函数传参，若需要改变原头结点指针的指向，则需要传二级指针，并在函数中解引用进行改变{*pphead = newnode;}else//否则，找到尾结点{SLTNode* tail = *pphead;while (tail->next != NULL){tail = tail->next;}tail->next = newnode;}
}

5.头插

void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)//头插也需要改变头结点指针的指向，所以也传二级指针
{assert(pphead);SLTNode* newnode = BuySListNode(x);newnode->next = *pphead;*pphead = newnode;
}

6.尾删

void SListPopBack(SLTNode** pphead)//当链表只有一个节点的时候，也需要改变头结点指针的指向，所以传二级指针
{assert(pphead);assert(*pphead);//若头结点指向空，则代表链表是空的，在此断言if ((*pphead)->next == NULL)//只有一个结点{free(*pphead);*pphead = NULL;}else{SLTNode* tailPrev = NULL;//用来保存尾结点的前一个结点的指针SLTNode* tail = *pphead;while (tail->next != NULL)//找到尾结点的前一个结点{tailPrev = tail;tail = tail->next;}free(tail);tailPrev->next = NULL;}
}

7.头删

//头删
void SListPopFront(SLTNode** pphead)
{assert(pphead);assert(*pphead);SLTNode* next = (*pphead)->next;//保存头节点的下一个节点指针free(*pphead);//释放头节点指向的空间*pphead = next;//头节点指针指向下一个节点
}

8.查找

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

9.在指定位置之前插入

void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{assert(pos);assert(pphead);if (pos == *pphead)//如果是头节点{SListPushFront(pphead, x);}else{SLTNode* prev = *pphead;//保存pos前一个节点的指针while (prev->next != pos)//找到pos前一个节点的指针{prev = prev->next;}SLTNode* newnode = BuySListNode(x);prev->next = newnode;newnode->next = pos;}
}

10.删除当前位置的节点

void SListErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{assert(pphead);assert(pos);if (*pphead == pos)//如果是头节点{SListPopFront(pphead);}else{SLTNode* prev = *pphead;while (prev->next != pos){prev = prev->next;}prev->next = pos->next;free(pos);}
}

3.特性总结

链表的优点：任意位置插入删除的时间复杂度低，空间按需申请和释放；
缺点：不支持下标随机访问。

二、双向带头循环链表

1.概念及结构

双向带头循环链表是在单链表的基础上增加了哨兵位，并且将增加了一个指向前一个节点的指针，首尾节点循环。

其结构定义如下：

typedef int LTDataType;typedef struct ListNode
{struct ListNode* prev;struct ListNode* next;LTDataType data;
}LTNode;

2.接口实现

代码如下：
1.创建结点

LTNode* BuyListNode(LTDataType x)
{LTNode* node = (LTNode*)malloc(sizeof(LTNode));if (node == NULL){perror("malloc");exit(-1);}node->data = x;node->next = NULL;node->prev = NULL;return node;
}

2.初始化

LTNode* ListInit()
{LTNode* phead = BuyListNode(0);phead->next = phead;phead->prev = phead;return phead;
}

3.打印

void ListPrint(LTNode* phead)
{assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){printf("%d ", cur->data);cur = cur->next;}printf("\n");
}

4.在pos之前插入 x

void ListInsert(LTNode* pos, LTDataType x)
{assert(pos);LTNode* newnode = BuyListNode(x);LTNode* prev = pos->prev;pos->prev = newnode;newnode->next = pos;newnode->prev = prev;prev->next = newnode;
}

5.删除pos位置

void ListErase(LTNode* pos)
{assert(pos);LTNode* next = pos->next;LTNode* prev = pos->prev;prev->next = next;next->prev = prev;free(pos);
}

6.尾插

void ListPushBack(LTNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListInsert(phead, x);
}

7.头插

void ListPushFront(LTNode* phead, LTDataType x)
{assert(phead);ListInsert(phead->next, x);
}

8.尾删

void ListPopBack(LTNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);//防止链表删空，把头结点删除，出现野指针ListErase(phead->prev);
}

9.头删

void ListPopFront(LTNode* phead)
{assert(phead);assert(phead->next != phead);//防止链表删空，把头结点删除，出现野指针ListErase(phead->next);
}

10.判断链表是否为空

bool ListEmpty(LTNode* phead)
{assert(phead);return phead->prev == phead;//若链表为空，则头节点的前向指针prev就指向自己
}

11.计算链表长度

int ListSize(LTNode* phead)
{assert(phead);LTNode* cur = phead->next;int size = 0;while (cur != phead)//从哨兵位头结点开始转一圈{size++;cur = cur->next;}return size;
}

10.双向链表销毁

void ListDestory(LTNode* phead)
{assert(phead);LTNode* cur = phead->next;while (cur != phead){LTNode* next = cur->next;ListErase(cur);cur = next;}free(phead);phead == NULL;
}

3.特性总结

双向链表的插入删除比较简单。

总结

本文简单介绍了单链表和双向带头循环链表的结构、实现即特点。

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