数据结构—单链表

1.单链表

1.1 概念

概念：链表是一种物理存储结构上非连续 、非顺序的存储结构，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。

我们可以把链表的结构理解为火车的结构。

淡季时车次的车厢会相应减少，旺季时车次的车厢会额外增加几节。只需要将火车里的某节车厢去掉或加上，不会影响其他车厢，每节车厢都是独立存在的。
在链表里，每节"车厢"是什么样的呢？

1.2 结点

与顺序表不同的是，链表里的每节"车厢"都是独立申请下来的空间，我们称之为 "结点/结点"。
结点的组成主要有两个部分：当前结点要保存的数据和保存下⼀个结点的地址（指针变量）。
图中指针变量 plist保存的是第一个结点的地址，我们称plist此时"指向"第一个结点，如果我们希望plist"指向"第二个结点时，只需要修改plist保存的内容为0x0012FFA0。
链表中每个结点都是独立申请的（即需要插入数据时才去申请一块结点的空间），我们需要通过指针变量来保存下一个结点位置才能从当前结点找到下一个结点。

1.3 分类

链表的结构非常多样，以下情况组合起来有8种（2x2x2）链表结构。

虽然有这么多的链表的结构，但我们实际中最常用还是两种结构：单链表和双向带头循环链表 。

1.4 性质

1、链式结构在逻辑上是连续的，在物理结构上不⼀定连续

2、结点⼀般是从堆上申请的

3、从堆上申请来的空间，是按照⼀定策略分配出来的，每次申请的空间可能连续，可能不连续

1.5 优缺点

优点：插入和删除效率高；内存利用率高。

缺点：查找的效率低。

1.6 链表的打印

1.7 完整代码

SList.h

cpp 复制代码

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

//定义链表(结点）的结构

typedef int SLTDataType;

typedef struct SListNode {
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

void SLTPrint(SLTNode* phead);

//尾插
void SLTPushBack(SLTNode** pphead,SLTDataType x);
//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead,SLTDataType x);


//尾删
void SLTPopBack(SLTNode** pphead);
//头删
void SLTPopFront(SLTNode** pphead);


//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x);

//在指定位置之前插⼊数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x);

//在指定位置之后插⼊数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x);

//删除pos结点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode * pos);

//删除pos之后的结点
void SLTEraseAfter(SLTNode * pos);

//销毁链表
void SListDestroy(SLTNode** pphead);

SList.c

cpp 复制代码

#include"SList.h"

void SLTPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}


//申请新节点
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x)
{
	SLTNode* node = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (node == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(1);
	}
	node->data = x;
	node->next = NULL;

	return node;
}

void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	//申请新节点
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead=newnode;
	}
	else
	{
		//找尾结点
		SLTNode* pcur = *pphead;
		while (pcur->next)
		{
			pcur = pcur->next;
		}
		pcur->next = newnode;
	}	
}


//头插
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}


void SLTPopBack(SLTNode** pphead)
{
	//链表为空，不可以删除
	assert(pphead && *pphead);
	//处理一个结点的情况：要删除的是头结点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead == NULL;	
	}
	else
	{
		//找尾结点
		SLTNode* ptail = *pphead;
		SLTNode* prev = NULL;
		while (ptail->next)
		{
			prev = ptail;
			ptail = ptail->next;
		}
		prev->next = NULL;
		free(ptail);
		ptail = NULL;
	}
	
}



void SLTPopFront(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);

	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	assert(phead);
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		if (pcur->data == x)
		{
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//没有找到
	return NULL;
}


//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next!=pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	newnode->next = pos;
	prev->next = newnode;
}


//在指定位置之后插⼊数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

//删除pos结点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	assert(pphead&&* pphead);
	assert(pos);
	if (pos == *pphead)
	{
		SLTPopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}

		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}

}


//删除pos之后的结点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos && pos->next);
	SLTNode* del = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(del);
	del = NULL;

}


void SListDestroy(SLTNode** pphead)
{
	assert(pphead && *pphead);
	SLTNode* pcur = *pphead;
	while(pcur)
	{
		SLTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

test.c

cpp 复制代码

#include"SList.h"
//创建一个链表，并打印链表

void createSList()
{
	//链表是由一个个的结点组成
	SLTNode* node1 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	node1->data = 1;
	
	SLTNode* node2 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	node2->data = 2;
	
	SLTNode* node3 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	node3->data = 3;
	
	SLTNode* node4 = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	node4->data = 4;

	node1->next = node2;
	node2->next = node3;
	node3->next = node4;
	node4->next = NULL;

	//第一个节点的地址作为参数传递过去
	SLTNode* plist = node1;
	SLTPrint(plist);
}

void SListTest01()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	/*SLTPushBack(&plist, 1);
	SLTPrint(plist);
	SLTPushBack(&plist, 2);
	SLTPrint(plist);
	SLTPushBack(&plist, 3);
	SLTPrint(plist);
	SLTPushBack(&plist, 4);
	SLTPrint(plist);*/

	SLTPushFront(&plist, 1);
	SLTPushFront(&plist, 2);
	SLTPushFront(&plist, 3);
	SLTPushFront(&plist, 4);
	SLTPrint(plist); 


	//SLTPopBack(&plist);
	//SLTPrint(plist);
	//SLTPopBack(&plist);
	//SLTPrint(plist);
    //SLTPopBack(&plist);
	//SLTPrint(plist);


	/*SLTPopFront(&plist);
	SLTPrint(plist);
	SLTPopFront(&plist);
	SLTPrint(plist);
	SLTPopFront(&plist);
	SLTPrint(plist);
	SLTPopFront(&plist);
	SLTPrint(plist);*/


	SLTNode* find = SLTFind(plist,4);
	//	if (find == NULL)
	//	{
	//		printf("未找到！\n");
	//	}
	//	else
	//	{
	//		printf("找到了！\n");
	//	}


	//SLTInsert(&plist, find, 11);
	//SLTInsertAfter(find, 11);
	//SLTErase(&plist, find);
	//删除pos之后的结点
    //SLTEraseAfter(find);
	SListDestroy(&plist);
	SLTPrint(plist);
}




int main()
{
	//createSList();
	SListTest01();
	return 0;
}