单链表的简单操作与演示

单链表

单链表概念和简单的设计

单链表是一种链式存取的数据结构，链表中的数据是以结点来表示的，每个结点由元素和指针构成。

元素表示数据元素的映象，就是存储数据的存储单元；指针指示出后继元素存储位置，就是连接每个结点的地址数据。

以结点的序列表示的线性表称作线性链表，也就是单链表，单链表是链式存取的结构。

对于链表的每一个结点，我们使用结构体进行设计，其主要内容有：

其中，DATA数据元素，可以为你想要储存的任何数据格式，可以是数组，可以是int，甚至可以是结构体（这就是传说中的结构体套结构体）

NEXT为一个指针，其代表了一个可以指向的区域，通常是用来指向下一个结点，链表的尾部NEXT指向NULL（空），因为尾部没有任何可以指向的空间了

故，对于一个单链表的结点定义，可以代码描述成：

//定义结点类型typedefstructNode {int data; //数据类型，你可以把int型的data换成任意数据类型，包括结构体struct等复合类型structNode *next;//单链表的指针域} Node,*LinkedList; //Node表示结点的类型，LinkedList表示指向Node结点类型的指针类型

链表的初始化

初始化主要完成以下工作：创建一个单链表的前置节点并向后逐步添加节点，一般指的是申请结点的空间，同时对一个结点赋空值(NULL)，其代码可以表示为：

LinkedList listinit(){Node L; L=(Node)malloc(sizeof(Node)); //开辟空间 if(L==NULL){ //判断是否开辟空间失败，这一步很有必要printf(“申请空间失败”);//exit(0); //开辟空间失败可以考虑直接结束程序 } L->next=NULL; //指针指向空}

注意：一定要判断是否开辟空间失败，否则生产中由于未知的情况造成空间开辟失败，仍然在继续执行代码，后果将不堪设想啦，因此养成这样的判断是很有必要的。

头插入法创建单链表

利用指针指向下一个结点元素的方式进行逐个创建，使用头插入法最终得到的结果是逆序的。如图所示：

从一个空表开始，生成新结点，并将读取到的数据存放到新结点的数据域中，然后将新结点插入到当前链表的表头，即头结点之后。

//头插法建立单链表LinkedList LinkedListCreatH(){Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请头结点空间 L->next = NULL; //初始化一个空链表int x; //x为链表数据域中的数据while(scanf(“%d”,&x) != EOF) { Node *p; p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新的结点 p->data = x; //结点数据域赋值 p->next = L->next; /将结点插入到表头L–>|2|–>|1|–>NULL L->next = p; }return L;}

插入法创建单链表

如图所示为尾插入法的创建过程。

头插法生成的链表中，结点的次序和输入数据的顺序不一致。若希望两者次序一致，则需要尾插法。

该方法是将新结点逐个插入到当前链表的表尾上，为此必须增加一个尾指针r, 使其始终指向当前链表的尾结点，代码如下：

//尾插法建立单链表LinkedList LinkedListCreatT(){Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请头结点空间 L->next = NULL; //初始化一个空链表 Node *r; r = L; //r始终指向终端结点，开始时指向头结点int x; //x为链表数据域中的数据while(scanf(“%d”,&x) != EOF) { Node *p; p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新的结点 p->data = x; //结点数据域赋值 r->next = p; //将结点插入到表头L–>|1|–>|2|–>NULL r = p; } r->next = NULL;return L;}

遍历单链表如打印、修改

从链表的头开始，逐步向后进行每一个元素的访问，称为遍历。

对于遍历操作，我们可以衍生出很多常用的数据操作，比如查询元素，修改元素，获取元素个数，打印整个链表数据等等。

进行遍历的思路极其简单，只需要建立一个指向链表L的结点，然后沿着链表L逐个向后搜索即可，代码如下：

//便利输出单链表void printList(LinkedList L){Node *p=L->next;int i=0;while§{printf(“第%d个元素的值为:%d\n”,++i,p->data); p=p->next; }}

对于元素修改操作，以下是代码实现：

//链表内容的修改，在链表中修改值为x的元素变为为k。LinkedList LinkedListReplace(LinkedList L,int x,int k){Node *p=L->next;int i=0;while§{if(p->data==x){ p->data=k; } p=p->next; }return L;}

简单的遍历设计的函数只需要void无参即可，而当涉及到元素操作时，可以设计一个LinkedList类型的函数，使其返回一个操作后的新链表。

插入操作

链表的插入操作主要分为查找到第i个位置，将该位置的next指针修改为指向我们新插入的结点，而新插入的结点next指针指向我们i+1个位置的结点。

其操作方式可以设置一个前驱结点，利用循环找到第i个位置，再进行插入。

如图，在DATA1和DATA2数据结点之中插入一个NEW_DATA数据结点：

从原来的链表状态：

到新的链表状态：

代码实现如下：

//单链表的插入，在链表的第i个位置插入x的元素LinkedList LinkedListInsert(LinkedList L,int i,int x){Node *pre; //pre为前驱结点 pre = L;int tempi = 0;for (tempi = 1; tempi < i; tempi++) { pre = pre->next; //查找第i个位置的前驱结点 } Node *p; //插入的结点为p p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); p->data = x; p->next = pre->next; pre->next = p;return L;}
删除操作

删除元素要建立一个前驱结点和一个当前结点，当找到了我们需要删除的数据时，直接使用前驱结点跳过要删除的结点指向要删除结点的后一个结点，再将原有的结点通过free函数释放掉。如图所示：

代码如下：

//单链表的删除，在链表中删除值为x的元素LinkedList LinkedListDelete(LinkedList L,int x) {Node *p,*pre; //pre为前驱结点，p为查找的结点。 p = L->next;while(p->data != x) { //查找值为x的元素 pre = p; p = p->next; } pre->next = p->next; //删除操作，将其前驱next指向其后继。 free§;return L;}

基本操作代码

package com.ma.linked;public class DLLinkedList {//定义一个头节点private GoodsNode head = new GoodsNode(0,"",0);//往链表中添加结点public void add(GoodsNode node){GoodsNode temp = head;while (true){if(temp.next == null){break;}temp = temp.next;}temp.next = node;}//根据商品的id值进行添加，从小到大依次排序public void addOrder(GoodsNode node){GoodsNode temp = head;boolean flag = false;while (true){if(temp.next == null){break;}if (temp.next.id >node.id ){break;}else if (temp.next.id == node.id){flag = true;break;}temp = temp.next;}if (flag){System.out.println("已经存在了此商品，请勿重复添加");}else {node.next = temp.next;temp.next = node;}}/** 修改结点* 1.先找到链表中目标结点* 2.根据新数据进行修改* 3.根据商品编号进行查找* */public void updateNode(GoodsNode node){//如果链表为空if (head.next == null){System.out.println("链表为空");return;}GoodsNode temp = head.next;boolean flag = false;while (true){if (temp == null){break;}if (temp.id == node.id){flag = true;break;}temp = temp.next;}if (flag){//真正的修改结点temp.name = node.name;temp.price = node.price;}else {System.out.println("你要修改的结点在链表中未找到");}}//结点删除功能public void delNode(int id){GoodsNode temp = head;boolean flag = false;while (true){if (temp.next == null){break;}if (temp.next.id == id){flag = true;break;}temp =  temp.next;}if (flag){temp.next = temp.next.next;}else {System.out.println("没有找到要删除的结点" );}}//查看链表中每一个结点元素public void list(){if (head.next == null){return;}GoodsNode temp = head.next;while (true){if (temp ==  null){break;}System.out.println(temp);temp = temp.next;}}}

package com.ma.linked;public class GoodsNode {public int id;public String name;public double price;public GoodsNode next;public GoodsNode(int id, String name, double price) {this.id = id;this.name = name;this.price = price;}@Overridepublic String toString() {return "GoodsNode{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +", price=" + price +'}';}
}

演示代码

package com.ma.linked;public class LinkedTest {public static void main(String[] args) {GoodsNode goodsNode1 = new GoodsNode(1,"耐克鞋子",999.9);GoodsNode goodsNode2 = new GoodsNode(2,"阿迪鞋子",777.9);GoodsNode goodsNode3 = new GoodsNode(3,"李宁鞋子",555.9);GoodsNode goodsNode4 = new GoodsNode(4,"安踏鞋子",222.9);DLLinkedList dlLinkedList = new DLLinkedList();
//        dlLinkedList.add(goodsNode1);
//        dlLinkedList.add(goodsNode2);
//        dlLinkedList.add(goodsNode3);
//        dlLinkedList.add(goodsNode4);dlLinkedList.addOrder(goodsNode2);dlLinkedList.addOrder(goodsNode4);dlLinkedList.addOrder(goodsNode1);dlLinkedList.addOrder(goodsNode3);dlLinkedList.add(new GoodsNode(8,"特步鞋子",333.9));dlLinkedList.addOrder(new GoodsNode(5,"鸿星尔克鞋子",111.9));dlLinkedList.updateNode(new GoodsNode(8,"特步鞋子",444.9));dlLinkedList.delNode(8);dlLinkedList.list();}
}

);

    dlLinkedList.add(new GoodsNode(8,"特步鞋子",333.9));dlLinkedList.addOrder(new GoodsNode(5,"鸿星尔克鞋子",111.9));dlLinkedList.updateNode(new GoodsNode(8,"特步鞋子",444.9));dlLinkedList.delNode(8);dlLinkedList.list();}

}