【数据结构】单链表

前言：

顺序表可以随时存取表中的任意一个元素，它的存储位置可以用一个简单直观的公式表示，但插入和删除操作需要移动大量元素。链式存储线性表时，不需要使用地址的连续存储单元，即不要求逻辑上相邻元素在物理地址上也相邻，它通过"链"建立起数据元素之间的逻辑关系，因此插入和删除元素操作不需要移动元素，而只需要修改指针，但也会失去顺序表可随机存取的优点

1.定义单链表

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typedef struct node
{
	int data;
	struct node* next; //指针指向下一个节点
}node,*list;

（1）typedef是重定义struct，这样后面可以写node* s = (node*)malloc(sizeof(node)) 来定义新节点，否则就得sturct node* s = (sturct node*)malloc(sizeof(sturct node))

（2）括号后面的node表示是对struct node 的重命名，*list实际上是typedef struct node *list（指向node的指针）

node * L 等价于 list L ，都表示一个指向单链表第一个结点的指针

但是list L 强调这是一个单链表，node*L强调这是一个结点

2.初始化链表

注意头结点不存储数据

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bool InitList(list&L) {
	L = (node*)malloc(sizeof(node));
	if (L == NULL)
		return false;
	L->next = NULL;
   return true;
}

3.按位查找

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node* getelem(list L, int i)
{
	if (i < 0)
		return NULL;
	node* p;
	int j = 0;
	p = L;
	while (p != NULL && j < i)
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	return p;
}

4.按值查找

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node* locate(list L, int e)
{
	node* p = L->next;
	while (p != NULL && p->data != e)
	{
		p = p->next;
	}
	return p;
}

5.按位序插入

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bool insert(list& L, int i, int e)//i表示插入的位置，e表示插入的元素
{
	if (i < 1)
		return false;
	node* p;//指针p当前扫描到的结点
	int j = 0;
	p = L;
	while (p != NULL && j < i - 1)
	{
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)
		return false;
	node* s = (node*)malloc(sizeof(node));
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;
}

我们可以利用3.按位查找的代码，将代码修改成这样，封装后使代码更加简洁

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bool insert(list& L, int i, int e)//i表示插入的位置，e表示插入的元素
{

	node* p = getelem(L, i - 1);
	if (p == NULL)
		return false;
	node* s = (node*)malloc(sizeof(node));
	s->data = e;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	return true;
}

6.指定结点的前插操作

因为我们不知道目标结点的前一个结点是什么，所以我们有两个办法实现

（1）循坏查找目标结点的前一个结点

（2）在目标结点后增加一个结点s，然后再交换data

代码如下

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bool Insert(node* p, int e)
{
	if (p == NULL)
		return false;
	node* s = (node*)malloc(sizeof(node));
	if (s == NULL)
		//内存分配失败
		return false;
	s->next = p->next;
	p->next = s;
	s->data = p->data;
	p->data = e;
	return true;
}

7.指定结点的删除

本质上是先找到要删除结点的前一个结点，然后"架空"要删除的结点（通过next来实现）

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bool Ldelete(list& L, int i, int&e)//用e返回被删除元素的值
{
	node* p = getelem(L, i - 1);//找到要删除的结点p
	if (p == NULL)
		return false;
	if (p->next == NULL)
		return false;
	node* q = p->next;//让q指向被删除的结点
	e = q->data;
	p->next = q->next;//将*q结点从链表中断开
	free(q);
	return true;
}

8.尾插

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bool weiinsert(list& L, int i,int e)
{
	node* p = getelem(L, i - 1);
	if (p == NULL)
		return false; 
	node* s = (node*)malloc(sizeof(node));
	s->data = e; 
	s->next = p->next;
	p->next = s; //成功将s连到p之后
	return true;
}

9.打印链表

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void Print(list& L) {

	node* p = NULL;
	if (!L) { cout << "此链表为空" << endl; return; }
	p = L->next;
	while (p) 
	{
		cout << p->data << " ";
		p = p->next;
	}
	cout << endl;
}

10.销毁链表

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void Destroy(list& L) {

	node* p = L;
	cout << "销毁链表" << endl;
	while (p) {
		L = L->next; //L指向下一个结点
		delete p;   //删除当前结点
		p = L;     //p移向下一个结点
	}
}