线性表的单链表存储结构

文章目录

一、什么是单链表
- （一）单链表结点的数据结构
- （二）非空单链表数据结构
二、单链表的各个功能实现
- （一）初始化
- - 1、算法步骤
  - 2、算法代码
- （二）查找元素
- - 1、算法步骤
  - 2、算法代码
- （三）插入元素
- - 1、算法步骤
  - 2、算法代码
- （四）删除元素
- - 1、算法步骤
  - 2、算法代码
- （五）销毁链表
三、全部代码

一、什么是单链表

每个结点只包含一个指针域的链表，称为单链表。

（一）单链表结点的数据结构

单链表结点的数据结构图

// 结点结构体
typedef struct node
{ElemType value;struct node* link;}Node;

（二）非空单链表数据结构

非空单链表的数据结构图

// 单链表结构体
typedef struct headerSingleList
{Node* head;int n;
}HeaderSingleList;

二、单链表的各个功能实现

（一）初始化

1、算法步骤

单链表的初始化：
（1）单链表的头指针赋值为 N U L L NULL NULL
（2）单链表的长度初始化为0

2、算法代码

// 单链表的初始化
Status Init(HeaderSingleList* list)
{list->head = NULL;list->n = 0;return OK;
}

（二）查找元素

1、算法步骤

算法步骤：
（1）判断索引是否越界
（2）从头结点开始依次遍历单链表，直到找到目标结点
（3）将找到的值返回

2、算法代码

void GetValue(HeaderSingleList* list, int i, int* value)
{printf("调用了 GetValue() 函数\n");Node* node = list->head;for (int j = 0; j < i; j++){node = node->link;}*value = node->value;
}

（三）插入元素

1、算法步骤

单链表的插入是指将新元素 x x x 插入到初始链表 a i a_i ai 结点的后面。
算法步骤：
（1）为元素 x x x 生成新的结点，由指针 n o d e node node 指向该结点，并将结点数据域 v a l u e value value 的值置为 x x x
（2）若传入的索引值 i = − 1 i = -1 i=−1，则表示要将新元素插入到头结点
（3）若传入的索引值 i > − 1 i > -1 i>−1，则表示要将新元素插入到非头结点，即新结点成为结点 a i a_i ai的直接后继结点， a i + 1 a_{i+1} ai+1的直接前驱结点。

2、算法代码

// 单链表的插入
Status Insert(HeaderSingleList* list, int i, int value)
{// 如果插入的位置越界，则返回错误if (i < -1 || i > list->n - 1){return Error;}Node* newNode = malloc(sizeof(Node));Node* before = list->head;for (int j = 0; j < i; j++){before = before->link;}newNode->value = value;// 如果不是插入在头结点if (i > -1){newNode->link = before->link;before->link = newNode;}// 如果插入在头结点else{newNode->link = list->head;list->head = newNode;}printf("调用了 Insert() 函数\n");list->n++;
}

（四）删除元素

1、算法步骤

删除索引值所在的结点，即删除 a i a_i ai
（1）若要删除的结点越界，返回错误

（2）查找要删除元素 a i a_i ai 的直接前驱结点 a i − 1 a_{i-1} ai−1，并令指针 b e f o r e N o d e beforeNode beforeNode 和 d e l e t e N o d e deleteNode deleteNode 分别
指向 a i − 1 a_{i-1} ai−1 和 a i a_{i} ai ，即 N o d e ∗ b e f o r e N o d e = a i − 1 Node*beforeNode = a_{i-1} Node∗beforeNode=ai−1， N o d e ∗ d e l e t e N o d e = a i Node*deleteNode = a_{i} Node∗deleteNode=ai

（3）若 i = 0 i=0 i=0，则表示删除头结点；若 i > 0 i >0 i>0，则使 d e l e t e N o d e deleteNode deleteNode 指向 a i a_i ai 结点，删除 a i a_i ai

（4）释放 d e l e t e N o d e deleteNode deleteNode 所指向空间的内存

（5）链表长度 - 1，返回 O K OK OK

2、算法代码

void Delete(HeaderSingleList* list, int i)
{if (list->n == 0){return Error;}if (i < 0 || i >list->n - 1){return Error;}Node* beforeNode = list->head;Node* deleteNode = NULL;// 如果删除头结点if (i == 0){list->head = list->head->link;}// 如果删除的不是头结点else{// 找到要删除节点的前一个结点for (int j = 0; j < i-1; j++){beforeNode = beforeNode->link;}// 此时的 beforNode 是所要删除结点的前一个结点deleteNode = beforeNode->link;       // 要删除的结点deleteNode 为 beforNode 的下一个结点beforeNode->link = deleteNode->link;       // 将要删除结点的前一个结点的 link 指向 要删除结点的下一个结点free(deleteNode);}printf("调用了 Delete(\%d) 函数\n", i);list->n--;
}

（五）销毁链表

// 单链表的销毁
void Destory(HeaderSingleList* list)
{printf("调用了 Destory() 函数\n");Node* node = list->head;while (list->head){node = node->link;free(list->head);list->head = node;}
}

三、全部代码

#include <stdio.h>
#define ElemType int
#define Error 0
#define OK 1
#define Overflow 2
#define Underflow 3
#define NotPresent 4
#define Duplicate 5
typedef int Status;// 结点结构体
typedef struct node
{ElemType value;struct node* link;}Node;// 单链表结构体
typedef struct headerSingleList
{Node* head;int n;
}HeaderSingleList;// 单链表的初始化
Status Init(HeaderSingleList* list)
{list->head = NULL;list->n = 0;return OK;
}// 单链表的插入
Status Insert(HeaderSingleList* list, int i, int value)
{// 如果插入的位置越界，则返回错误if (i < -1 || i > list->n - 1){return Error;}Node* newNode = malloc(sizeof(Node));Node* before = list->head;for (int j = 0; j < i; j++){before = before->link;}newNode->value = value;// 如果不是插入在头结点if (i > -1){newNode->link = before->link;before->link = newNode;}// 如果插入在头结点else{newNode->link = list->head;list->head = newNode;}printf("调用了 Insert() 函数\n");list->n++;
}void Delete(HeaderSingleList* list, int i)
{if (list->n == 0){return Error;}if (i < 0 || i >list->n - 1){return Error;}Node* beforeNode = list->head;Node* deleteNode = NULL;// 如果删除头结点if (i == 0){list->head = list->head->link;}// 如果删除的不是头结点else{// 找到要删除节点的前一个结点for (int j = 0; j < i-1; j++){beforeNode = beforeNode->link;}// 此时的 beforNode 是所要删除结点的前一个结点deleteNode = beforeNode->link;       // 要删除的结点deleteNode 为 beforNode 的下一个结点beforeNode->link = deleteNode->link;       // 将要删除结点的前一个结点的 link 指向 要删除结点的下一个结点free(deleteNode);}printf("调用了 Delete(\%d) 函数\n", i);list->n--;
}void GetValue(HeaderSingleList* list, int i, int* value)
{printf("调用了 GetValue() 函数\n");Node* node = list->head;for (int j = 0; j < i; j++){node = node->link;}*value = node->value;
}// 单链表的销毁
void Destory(HeaderSingleList* list)
{printf("调用了 Destory() 函数\n");Node* node = list->head;while (list->head){node = node->link;free(list->head);list->head = node;}
}void PrintAllValue(HeaderSingleList* list)
{Node* node = NULL;node = list->head;while (node){printf("%d -> ", node->value);node = node->link;}printf("NULL\n\n");}int main()
{HeaderSingleList* list = malloc(sizeof(HeaderSingleList));Init(list);Insert(list, -1, 4);Insert(list, -1, 3);Insert(list, -1, 2);Insert(list, -1, 1);Insert(list, -1, 0);/*int x = 0;GetValue(list, 0, &x);printf("%d\n", x);*/PrintAllValue(list);Delete(list, 1);PrintAllValue(list);Destory(list);PrintAllValue(list);}