目录
[3.1 pos位置前/后插入](#3.1 pos位置前/后插入)
[3.2 查找函数](#3.2 查找函数)
[3.3 pos位置删除](#3.3 pos位置删除)
[3.4 pos位置后面删除](#3.4 pos位置后面删除)
[3.5 函数的销毁](#3.5 函数的销毁)
[4.1 断言pphead](#4.1 断言pphead)
[4.2 断言*pphead](#4.2 断言*pphead)
[5.1 头文件](#5.1 头文件)
[5.2 具体函数实现](#5.2 具体函数实现)
[5.3 测试用例](#5.3 测试用例)
1.前言
之前是讲述了单链表的头插尾插,头删尾删函数部分,并且揭示了链表相对于顺序表的优势性。更重要的是对于next的理解和对二级指针的理解 ,为什么在单链表中用一级指针报错而要用二级指针,其实简单的说就是看会不会改变指针指向。
2.是否使用二级指针
在单链表中,无论是尾插还是尾删。尾插的时候,在第一次插入元素的时候,没有节点,头节点是一个指向为空 。实参那里一开始的链表初始化为空,是一个NULL。要尾插的时候,通过函数来改变外部的这个phead的指向,这个实参plist是一个一级指针,如果要通过函数来改变这个一级指针的指向,就是要传二级指针,也就是一级指针的地址。
头插的时候,传的是二级指针,因为和尾插一样,每次头插都要改变头节点的指向。
尾删的时候,删到最后一个节点,它就会改变头节点的指向,仔细想,删除最后一个节点删没了,头节点这个时候指向应该指向空,所以也是要二级指针才能改变。
结论就是看这个头节点会不会变,如果会变的话,就用二级指针 ,如果不变,那就不用传二级指针。
3.插入/删除
3.1 pos位置前/后插入
和顺序表一样 ,链表也是可以在中间某个位置pos前/后插入的,而且在特殊位置,比如在第一个位置前插入,那等同于头插 。那么就可以把头插的函数复用就可以了。思路是:定义一个前指针这里用former,找到pos的前一个位置,怎么找呢,有next这个节点,只要former的next不是pos的地址,就一直遍历,直至找到。然后former的next指向新节点,新节点的next再指向pos。(相当于把former和pos之间的指针断开了,重新进行了指向),这是pos位置前插入的思路图:
pos位置前插入
测试用例如下:找到3的位置,然后在3的位置前插入7
测试用例
当然也可以有头插的效果,在判断该位置是否是头节点后,如果是,就复用头插函数。
cpp
void SLTinsert(SLTnode** pphead,SLTnode*pos, Sltdatatype x)
{
assert(pos);
assert(pphead);
//如果pos是第一个,就等于头插
if (pos == *pphead)
{
//复用头插函数
SLTpushfront(pphead,x);
}
}
测试当然也是成功的:
pos位置后面插入,也是同理,先查找,是否有该位置存在,有就给出一个返回值。然后进行插入,那么既然在第一个位置前插入数据等同于头插,那在最后一个位置后插入,是什么,应该是尾插吧。
思路就是找到pos后,先用一个next的指针保存原来pos的next,然后pos的next指向newnode,也就是新节点,最后新节点的next再指向保存原来pos的next的那个next指针。有点小绕,但画个图就明白了。保存是为了更方便点。这是顺序的从左到右依次连接。
或者不那么绕,前者是pos->newnode->pos的下一个,形成了中间插入。也可以newnode->posd的next,pos->newnode。从后往前连接,就可以不用定义指针去保存pos的下一个节点。代码会少一两行。这里我选用第二种方法
cpp
void SLTinsert_afterpos(SLTnode** pphead,SLTnode *pos, Sltdatatype x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
SLTnode* newnode = insertSLTnode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}

3.2 查找函数
在上文中,我们要在pos位置插入,和顺序表一样,也是需要先找到该位置才能进行插入,需要有个返回值,然后再调用插入函数。而查找函数思路也很简单,只需要遍历链表,找到是否有data等于x的值就可以,没有就返回NULL。
cpp
SLTnode* SLTfind(SLTnode* pphead, Sltdatatype x)
{
//遍历
SLTnode* cur = pphead;
while (cur)
{
if (cur->data==x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
3.3 pos位置删除
经过pos位置的前后插入练习,其实pos位置的删除,pos位置后的删除思路也是很明确了。正确掌握好链表的位置关系,以及对next的理解,就基本没什么问题。删除pos位置,也就是意味着要把pos的前后连起来,并且释放掉pos位置。那么就需要有一个former指针,该指针的next指向pos的next,就可以了。思路图如下:
特殊情况:如果要删除的位置是头节点,也就是头删,同样复用头删函数。
cpp
void SLTErase(SLTnode** pphead, SLTnode* pos)
{
assert(pphead);
assert(*pphead);
if (pos == *pphead)
{
SLTpopfront(pphead);
}
else
{
SLTnode* former = *pphead;
while (former->next != pos)
{
former = former->next;
}
former->next = pos->next;
free(pos);
}
}
3.4 pos位置后面删除
紧接着来看pos位置后删除,这里同pos位置后插入一样,有两种写法,一种是pos的next指向pos的next的next,就是跳过了中间的数据,因为中间的数据是要被删除的。最后释放掉pos后面的位置就行。
或者用一个有意义的名字定义个指针,该指针把要删除的数据保存下来,pos的next和该指针的下一个连接起来就可以。两者其实没有本质区别的。
cpp
void SLTerase_afterpos(SLTnode** pphead, SLTnode* pos)
{
assert(pos->next);
SLTnode* erase = pos->next;
pos->next = pos->next->next;
free(erase);
erase = NULL;
}
之前的案例是在3的后面插入一个7,那么这次把7删掉,就是可以用到pos后面删除数据。

3.5 函数的销毁
由于我们申请的空间都是malloc出来,在堆上申请的,那根据malloc的特质,我们需要需要把它销毁掉并且置空,防止内存泄露的问题出现。
销毁的思路就是,把链表存放到一个指针中(cur)(这里不需要改变指针的指向,只是改变结构体的内容,所以只需要一级指针 ),用另一个指针next去保存当前节点的下一个,先释放保存链表数据的cur指针,然后指针内容更新为节点的下一个 ,循环到链表为空。这里没有进行置空,是因为函数的形参不改变实参,所以里面置空不影响外部函数链表的结果,一级指针改变不了一级指针的内容,如果要在里面更改就要传递二级指针。所以我传的是一级指针,在外部置空。
cpp
void SLTdestory(SLTnode * phead)
{
SLTnode* cur = phead;
while (cur)
{
SLTnode* next = cur->next;
free(cur);
cur=next;
}
}
4.断言问题
在写单链表的过程中,每个函数是否要断言,断言哪些地方,是需要考虑的,不能一刀切,结合实际情况实际考虑的。
4.1 断言pphead
首先断言的情况是pphead传入的是链表地址,链表的地址传错了的话是NULL会发生报错,那么我们要断言的情况,就是防止有空的误传进来(比如没有取地址)。所以链表地址一定不为空。
4.2 断言*pphead
*pphead,是链表的内容,看*pphead有没有可能为空,如果这个值在某个情况下不应该是空,那么我们就可以断言,因为不可能为空的,一定有数值的传进来,结果你断言后报错了,说明传进来的有问题啊。如果这个函数允许有空的存在,那么不需要断言,因为断言了不就传不进来,就与初衷有悖。
举个例子,插入的时候,*pphead有没有可能为空,空链表能插入,说明可以为空,为空你加assert(*pphead),那不是铁铁报错吗。空链表能打印,能插入,不用断言 。空链表不能尾删,不能头删,要断言 ,为空还删什么。但是pphead要断言,它是链表的地址,它一定铁定不为空。所以一定要*pphead断言。
结论是: 所以有个思维就是如果这个值绝对不为空,那么我们就可以断言。而且断言会直接报错,告诉你错在哪里,根据场景去灵活变通,发现基本错误,调试的成本,花费的时间要远比断言来的高。在这里pphead一定不为空,*pphead看场景。具体情况具体分析。
5.三个文件的代码
这里展示头文件,具体函数和测试用例的全部代码。
5.1 头文件
cpp
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int Sltdatatype;
typedef struct SListnode
{
Sltdatatype data;
struct SListnode* next;
}SLTnode;
void SLTprint(SLTnode *phead);
SLTnode* insertSLTnode(Sltdatatype x);
void SLTpushback(SLTnode** pphead, Sltdatatype x);
void SLTpopback(SLTnode** pphead);
void SLTpushfront(SLTnode** pphead, Sltdatatype x);
void SLTpopfront(SLTnode** pphead);
SLTnode* SLTfind(SLTnode* pphead, Sltdatatype x);
//pos之前插入
void SLTinsert(SLTnode **pphead,SLTnode*pos,Sltdatatype x);
//pos位置删除
void SLTErase(SLTnode** pphead, SLTnode* pos);
//pos后面插入
void SLTinsert_afterpos(SLTnode**phead,SLTnode* pos,Sltdatatype x);
//pos后面删除
void SLTerase_afterpos(SLTnode** pphead, SLTnode* pos);
//链表销毁
void SLTdestory(plist);
5.2 具体函数实现
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Slist.h"
SLTnode* insertSLTnode(Sltdatatype x)
{
//申请一块空间给新的节点
SLTnode* newnode = (SLTnode*)malloc(sizeof(SLTnode));
if (newnode == NULL)
{
perror("fail malloc");
return 0;
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
//尾插
void SLTpushback(SLTnode **pphead,Sltdatatype x)
{
assert(pphead);
SLTnode* newnode = insertSLTnode(x);
if (*pphead==NULL)
{
*pphead = newnode;
}
//找尾
else
{
//定义尾变量
SLTnode* tail = *pphead;
while (tail->next!=NULL)
{
tail = tail->next;
}
//tail->next这个指针指向新节点
tail->next= newnode;
}
}
//尾删
void SLTpopback(SLTnode** pphead)
{
//检查
assert(pphead);
assert(*pphead);
//一个节点
if ((*pphead)->next==NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
//多个节点
else
{
// 找尾
SLTnode* former = NULL;
SLTnode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
former = tail;
tail = tail->next;
}
free(tail);
tail = NULL;
former->next = NULL;
}
}
void SLTprint(SLTnode* phead)
{
SLTnode* cur = phead;
while (cur)
{
printf("%d ",cur->data);
cur=cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
//头插
void SLTpushfront(SLTnode** pphead, Sltdatatype x)
{
assert(pphead);
SLTnode* newnode = insertSLTnode(x);
//把newnode的下一个给pilst
newnode->next = *pphead;
//链表指针指向新节点,变成新的头部
*pphead =newnode;
}
//头删
void SLTpopfront(SLTnode** pphead)
{
assert(pphead);
assert(*pphead);
if ((*pphead)->next == NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
//第一个节点的地址,给到first这个指针
SLTnode* first = *pphead;
//plist指向first的下一个地址,就是第二个节点
*pphead = first->next;
free(first);
//删除第一个
first = NULL;
}
SLTnode* SLTfind(SLTnode* pphead, Sltdatatype x)
{
//遍历
SLTnode* cur = pphead;
while (cur)
{
if (cur->data==x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
void SLTinsert(SLTnode** pphead,SLTnode*pos, Sltdatatype x)
{
assert(pos);
assert(pphead);
//如果pos是第一个,就等于头插
if (pos == *pphead)
{
//复用头插函数
SLTpushfront(pphead,x);
}
else
{
SLTnode* former = *pphead;
if (former->next!=pos)
{
former = former->next;
}
SLTnode* newnode = insertSLTnode(x);
former->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
void SLTErase(SLTnode** pphead, SLTnode* pos)
{
assert(pphead);
assert(*pphead);
if (pos == *pphead)
{
SLTpopfront(pphead);
}
else
{
SLTnode* former = *pphead;
while (former->next != pos)
{
former = former->next;
}
former->next = pos->next;
free(pos);
}
}
void SLTinsert_afterpos(SLTnode** pphead,SLTnode *pos, Sltdatatype x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
SLTnode* newnode = insertSLTnode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
void SLTerase_afterpos(SLTnode** pphead, SLTnode* pos)
{
assert(pos->next);
SLTnode* erase = pos->next;
pos->next = pos->next->next;
free(erase);
erase = NULL;
}
void SLTdestory(SLTnode * phead)
{
SLTnode* cur = phead;
while (cur)
{
SLTnode* next = cur->next;
free(cur);
cur=next;
}
}
5.3 测试用例
cpp
void test7()
{
SLTnode* plist = NULL;
SLTpushback(&plist, 1);
SLTpushback(&plist, 2);
SLTpushback(&plist, 3);
SLTpushback(&plist, 4);
SLTpushback(&plist, 5);
SLTprint(plist);
SLTnode* ret = SLTfind(plist, 3);
SLTinsert_afterpos(&plist,ret,7);
SLTprint(plist);
SLTerase_afterpos(&plist, ret);
SLTprint(plist);
SLTdestory(plist);
plist = NULL;
}
int main()
{
test7();
return 0;
}
单链表的复习和讲解就到这里了 ,单链表一开始学习还是比较晦涩难懂的,但是写多了,错误多了,坑踩多了,就会熟悉里面的内容了。还是要多理解,多做题,后面也会讲解一些单链表的O经典J题来加强印象。多做题也是熟悉链表的一个很好的方式!