2.3 带头结点的单链表：理论+编程实战（C语言详细）

1、顺序存储：线性表/栈/队列：理论+C语言实现–详细

2.1 链式存储概述和 2.2 线性表的链式存储–单链表（C语言详细实现）

文章目录

2.3 带头结点的单链表
- 1、带头结点的单链表基本概念
- 2、ADT描述
- 3、编程实战

2.3 带头结点的单链表

1、带头结点的单链表基本概念

单连表的缺点：

单链表的插入和删除操作必须对在空的单链表插入新结点、删除结点后单链表成为空表等特殊情况做特殊处理。
为减少对特殊情况的判断处理，可以在单链表中设置一个特殊的结点，这个结点有单链表的首指针指示，只要有这个单链表，该结点就永远不会被删除。

2、ADT描述

数据集合 K：K={k1,k2,k3…,kn},n≥0，K中的元素是datatype类型；

数据关系R：R={r} ， r = {<Ki,Ki+1>|i=1,2,…，n-1};

操作集合如下：

函数	功能
node *init()	建立一个空的带头结点的单链表
void display(node *head, int i)	输出带头结点的单链表中各个结点的值
node findth(node head, int i)	按序号查找，在带头结点的单链表中查找第i个结点
node* find(node* head, datatype x)	按值查找，在带头结点的链表中查找值为x的结点
node insert(node head , datatype x)	在带头结点的单链表中插入一个值为x的结点
node dele(node head, datatype x)	在带头结点的单链表中删除一个值为x的结点
int length(node *head)	查询带头结点的链表的长度

3、重要操作

插入（在第i-1(1<= i <=n+1 )）个结点后插入一个值为x的新结点
- 1 先构造一个新结点，用s指向
- 2 在找到链表的第i-1个结点，用p指向
- 3 然后修改指针，插入结点（p之后插入新结点是s）

2. 删除（删除链表的第i(1<=i<=n)）个位置上的结点

1 先找到链表的第i-1个结点，用p指向
2 再用指针s指向要删除的结点（p的下一个结点）
3 然后修改指针，删除s所指结点
最后释放s所指结点的空间，这样内存空间才不会泄漏

3、编程实战

头文件：head_single_linked_list.h

#pragma once
#ifndef __HEAD_SINGLE_LINKED_LIST_H
#define __HEAD_SINGLE_LINKED_LIST_H#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define error  NULL
typedef int datatype;typedef struct hslink_list {datatype info;struct hslink_list* next;
}hs_node;
//建立一个空的带头结点的单链表
hs_node* init();
//输出带头结点的单链表中各个结点的值
void display(hs_node* head);
//按序号查找，在带头结点的单链表中查找第i个结点
hs_node* findth(hs_node* head, int i);
//按值查找，在带头结点的链表中查找值为x的结点
int  find(hs_node* head, datatype x);
//在带头结点的单链表中插入一个值为x的结点
void insert(hs_node* head, datatype x, int pos);
//在带头结点的单链表中删除一个值为x的结点
void  dele(hs_node* head, datatype x);
//查询带头结点的链表的长度
int length(hs_node* head);#endif // !__HEAD_SINGLE_LINKED_LIST_H

函数定义：head_single_linked_list.c

#include"head_single_linked_list.h"
/*
//带头结点的单链表初始化
参数：空
返回值：指向hs_node类型的指针
*/
hs_node* init()
{hs_node* head;head = (hs_node*)malloc(sizeof(hs_node));head->next = NULL;printf("链表创建成功！\n");return head;
}/*
功能：输出带头结点的单链表中从头到尾各个结点的值
*/
void display(hs_node* head)
{hs_node* p;p = head->next;if (!p){printf("The head single linked list is empty, can not display\n");//exit(1);}else{printf("The head single linked list's value is :\n");while (p){printf("%5d", p->info);p = p->next;}printf("\n");}
}hs_node* findth(hs_node* head, int i)
{hs_node* p=head;int j = 0;//p = head;if (i < 0){printf("this--%d node is not exit!\n", i);}else if (i == 0) return p;else{while (p&&j!=i)  //当p不为空且j小于i时，往下查找{p = p->next;j++;}return p;  //如果找到则返回指向i结点的指针；否则返回指向为NULL尾结点的指针}
}
/*
功能：定值查找，给定一个值，找到返回其位置序号，否则返回0
*/
int  find(hs_node* head, datatype x)
{hs_node* p;p = head->next;int i = 1;while (p!=NULL&&p->info!=x){p = p->next;i++;}if (!p){return 0;}else{return i;}}
/*
功能：指定链表位置pos插入一个值为x的结点
返回：链表头结点的指针
*/
void insert(hs_node* head, datatype x, int pos)
{hs_node* p, * q;q=findth(head, pos);if (!q){printf("链表中不存在第%d个结点！不能插入%d", pos, x);exit(1);//return 0;}p = (hs_node*)malloc(sizeof(hs_node));p->info = x;p->next = q->next;q->next = p;printf("%3d插入成功！\n",x);//return 1;
}/*
功能：删除值为x的结点*/
void  dele(hs_node* head, datatype x)
{hs_node* pre=head, * q;q = head->next;while (q&&q->info!=x){pre = q;q = q->next;}if (q)  //当q指针不为空时，说明找到了值为x的结点{pre->next = q->next;  //跳过q指向的结点free(q); //释放q指向的结点，防止内存泄漏printf("删除操作成功！\n");}else printf("删除失败！\n");
}/*
计算链表的长度（不包含头结点）
*/
int length(hs_node* head)
{int len = 0;hs_node* p ;p = head->next;while (p){len++;p = p->next;}return len;
}

main.c

#include"head_single_linked_list.h"void main()
{struct hslink_list* head;head = init();int command = 0, position;while (command<5){insert(head, command, command );command++;}while (command<10){printf("input command:1:init  2:findth  3:find  4:insert  5:dele 6:length  7:display\n");scanf_s("%d", &command);switch (command){case 1:free(head); head = init(); break;case 2: {printf("请输入要查找结点的序号：\n");scanf_s("%d", &command);findth(head, command);break;}case 3: {printf("请输入要查找结点的值：\n");scanf_s("%d", &command);command=find(head, command);printf("该结点在第%d个位置\n", command);break;}case 4: {printf("请输入要查找结点的值和位置：\n");scanf_s("%d%d", &command,&position);insert(head, command, position);break;}case 5: {printf("请输入要删除结点的值：\n");scanf_s("%d", &command);dele(head, command);break;}case 6:printf("该链表不包含头结点一共有%d个结点\n", length(head)); break;case 7:display(head); break;default:printf("The command is error ,please input again!\n");break;}}
}

4、程序运行结果：

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