单链表的实现

南子北游2024-06-24 10:53

1. 首先是对单链表代码的实现

SList.h

c 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;
	struct SListNode* next;
}SListNode;

// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);
// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist);
// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);
// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);
// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);
// 单链表在pos位置之后插入x
// 分析思考为什么不在pos位置之前插入？
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);
// 单链表删除pos位置之后的值
// 分析思考为什么不删除pos位置？
void SListEraseAfter(SListNode* pos);

// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x);
// 删除pos位置
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos);
void SLTDestroy(SListNode** pphead);

SList.c

c 复制代码 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"SList.h"
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* newdata = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newdata==NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newdata->data = x;
	newdata->next = NULL;
	return newdata;
}

void SListPrint(SListNode* plist)
{
	SListNode* tem = plist;
	while (tem!=NULL)
	{
		printf("%d-> ",tem->data);
		tem = tem->next;
	}
	printf("NULL");
	printf("\n");
}
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);

	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = newdata;

	}

	else
	{
		SListNode* tail = *pplist;

		while (tail->next !=NULL)
		{
			tail = tail->next;

		}
		tail->next = newdata;
	}
}
void SLTDestroy(SListNode** pphead)
{
	assert(*pphead); 
	SListNode* cur=*pphead;

	while (cur!=NULL)
	{
		SListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

//头插   对于头插没有必要判断*pplist是否为空
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);

		newdata->next = *pplist;
		*pplist = newdata;

	

}
//单链表尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
	assert(*pplist);
	assert(pplist);

	SListNode* cur = *pplist;
	if ((*pplist)->next == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}


	while (cur->next->next)
	{
		cur = cur->next;
	}
	free(cur->next);
	cur->next = NULL;

}
//单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
	assert(*pplist);

	if (*pplist == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	else
	{
		SListNode* cur = *pplist;
		SListNode* tail = (*pplist)->next;
		*pplist = tail;
		free(cur);
		cur = NULL;
	}
}

// 单链表查找

SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{

	SListNode* tail = plist;
	while (tail)
	{
		if (tail->data == x)
		{
			return tail;
		}
		else
		{
			tail = tail->next;
		}
	}
	return NULL;

}
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);
	if (pos->next == NULL)
	{
		pos->next = newdata;
	}
	else
	{
		newdata->next = pos->next;
		pos->next = newdata;
	}

}
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{

	assert(pos);
	assert(pos->next);
	SListNode* tem = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(tem);
	tem = NULL;

}
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	assert(*pphead);
	assert((*pphead)->next);
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);

	if (*pphead == pos)
	{
		SListPushFront(pphead,x);

	}
	
	SListNode* tem = *pphead;
	while (tem->next != pos)
	{

		tem = tem->next;
	}
	tem->next = newdata;
	newdata->next = pos;
}
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	if (*pphead == pos)
	{
		SListPopFront(pphead);
	}
	SListNode* tem = *pphead;
	while (tem->next != pos)
	{
		tem = tem->next;
	}
	tem->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

2.链表的概念和结构

概念：链表是一种物理存储结构上非连续，非顺序的储存结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的

下面通过一个图来稍微介绍一下链表 ：这里以没有哨兵位的一个链表为例

（哨兵位：第一个节点只储存下一个节点的地址，其他值为空，比没有哨兵的链表多一个节点）

这里每一个框框代表一个节点，每一个节点相互之间是无关的，是随机的，位置实际是东一个，西一个的。每一个节点包含了两个主要组成，一个是下一个节点的地址，二是每一个节点包含一个自己定义的值，像图中的数就是每一个链表代表的值。一般将第一个节点叫做phead。最后一个链表指向的地址为空。

可以从下面图中更加好的看出链表的结构 ：上面的红色字符代表这个节点的地址，节点中的蓝色字符的位置实质是一个指针，储存着下一个节点的地址。而黑色字体的数字则代表这个节点存的数据。

注意：

1.现实中的节点一般是从堆上申请过来的。

2.从堆上申请的空间，是按照一定策略来申请的两次申请的空间可能连续也 可能不连续。

3.链表的分类

实际上链表的类型也有很多，有8种。由下面几种情况组合而来。


4.单链表的主要实现过程

1.创建单链表的单个节点的结构体

c 复制代码 
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;
	struct SListNode* next;
}SListNode;

这是一个节点的结构体，data为存储数据的地方，next则是存的下一个地址的指针。

2.单链表的功能

c 复制代码 
// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);
// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist);
// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);
// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);
// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);
// 单链表在pos位置之后插入x
// 分析思考为什么不在pos位置之前插入？
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);
// 单链表删除pos位置之后的值
// 分析思考为什么不删除pos位置？
void SListEraseAfter(SListNode* pos);

// 在pos的前面插入
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x);
// 删除pos位置
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos);
void SLTDestroy(SListNode** pphead);

要注意这里许多地方都用了二级指针，像数据的插入和删除这样的操作就必须要二级指针，因为如果不传二级指针那么传来的指针就不会被改变（形参的改变不会影响实参）。

3，功能的实现

创造一个新节点

c 复制代码 
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* newdata = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newdata==NULL)//判断节点是否创造成功
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newdata->data = x;
	newdata->next = NULL;
	return newdata;
}

打印单链表

c 复制代码 
void SListPrint(SListNode* plist)
{
	SListNode* tem = plist;
	while (tem!=NULL)//到最后一个节点即next为NULL的节点停止。
	{
		printf("%d-> ",tem->data);
		tem = tem->next;
	}
	printf("NULL");
	printf("\n");
}

尾插

c 复制代码 
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);

	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = newdata;

	}

	else
	{
		SListNode* tail = *pplist;

		while (tail->next !=NULL)
		{
			tail = tail->next;

		}
		tail->next = newdata;
	}
}

对于链表的插入与删除数据最主要的操作就是改变链表的next的指向。

而尾插就是找到最后一个节点，再将最后一个节点的next指向新创建的节点。

链表的释放

c 复制代码 
void SLTDestroy(SListNode** pphead)
{
	assert(*pphead);    //检查链表是否存在
	SListNode* cur=*pphead;

	while (cur!=NULL)   //利用循环将每一个节点都删除
	{
		SListNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

头插

c 复制代码 
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x)
{
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);

		newdata->next = *pplist;
		*pplist = newdata;
}

头插没必要判断*pplist是否为空

尾删

c 复制代码 
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
	assert(*pplist);
	assert(pplist);

	SListNode* cur = *pplist;
	if ((*pplist)->next == NULL)  //只有一个节点的情况
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}


	while (cur->next->next)   //当有多个节点得到时候，先找到最后一个节点，然后释放
	{
		cur = cur->next;
	}
	free(cur->next);
	cur->next = NULL;

}

头删

c 复制代码 
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
	assert(*pplist);

	if (*pplist == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	else
	{
		SListNode* cur = *pplist;
		SListNode* tail = (*pplist)->next;
		*pplist = tail;
		free(cur);
		cur = NULL;
	}
}

单链表的查找

c 复制代码 
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x)
{

	SListNode* tail = plist;
	while (tail)
	{
		if (tail->data == x)
		{
			return tail;   //找到所需查找的值
		}
		else
		{
			tail = tail->next;
		}
	}
	return NULL;  //没有找到，返回空

}

在pos位置前插入

c 复制代码 
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);
	if (pos->next == NULL)   //pos位置就是最后一个位置，相当于尾插
	{
		pos->next = newdata;
	}
	else
	{
		newdata->next = pos->next;
		pos->next = newdata;
	}

}

删除pos位置后的节点

c 复制代码 
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{

	assert(pos);
	assert(pos->next);
	SListNode* tem = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(tem);
	tem = NULL;

}

在pos前插入

c 复制代码 
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	assert(*pphead);
	assert((*pphead)->next);
	SListNode* newdata = BuySListNode(x);

	if (*pphead == pos)     //当只有一个节点时，相当于头插
	{
		SListPushFront(pphead,x);

	}
	
	SListNode* tem = *pphead;
	while (tem->next != pos)
	{

		tem = tem->next;
	}
	tem->next = newdata;
	newdata->next = pos;
}

删除pos位置节点

c 复制代码 
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	if (*pphead == pos)
	{
		SListPopFront(pphead);
	}
	SListNode* tem = *pphead;
	while (tem->next != pos)
	{
		tem = tem->next;
	}
	tem->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}
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