数据结构篇:线性表的另一表达—链表之单链表(下篇)

目录

1.前言

2.是否使用二级指针

3.插入/删除

[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.断言问题

[4.1 断言pphead](#4.1 断言pphead)

[4.2 断言*pphead](#4.2 断言*pphead)

5.三个文件的代码

[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 复制代码
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 复制代码
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 复制代码
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 复制代码
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 复制代码
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 复制代码
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 复制代码
#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 复制代码
#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 复制代码
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!

相关推荐
Kay_Liang2 小时前
探究排序算法的奥秘(下):快速排序、归并排序、堆排序
java·数据结构·c++·python·算法·排序算法
鱼嘻3 小时前
数据结构------C语言经典题目(6)
linux·c语言·开发语言·数据结构·算法
Theodore_10224 小时前
Python3(19)数据结构
大数据·开发语言·数据结构·python·网络爬虫
夏末秋也凉5 小时前
力扣-数组-238 除自身以外数组的乘积
数据结构·算法·leetcode
Berserker_D5 小时前
【C/C++】头文件防卫式宏
c语言·开发语言·c++
knightkkzboy5 小时前
《递归:C语言中的强大工具》
c语言·开发语言·递归·栈溢出
海码0076 小时前
【Hot 100】 148. 排序链表
数据结构·c++·链表·排序算法·hot100
朝九晚五ฺ7 小时前
【算法学习】哈希表篇:哈希表的使用场景和使用方法
数据结构·学习·散列表
fengchengwu20128 小时前
归并排序算法
数据结构·算法·排序算法