2.线性表的链式存储-链表

5.1链表的思路理解

顺序表：空间是连续的，先申请再使用

链表：来一个数据申请一块空间

5.2链表的创建

5.2.1结构体理解

复制代码

typedef int data_t;
typedef struct node {
  data_t data; //存放一个数据 (普通变量)
  struct node * next; //存放下一个节点的起始地址 指针的数据类型是指向的这块空
间决定的
}listnode, * linklist;

5.2.2创建函数的实现

5.2.2.1 逻辑分析

前提：头结点不放数据最后一个元素写成NULL(比较特殊)

申请空间
data不需要赋值
next = NULL 指针初始化指向NULL 不能随便指否则可能会变成野指针

5.2.2.2 代码实现

复制代码

linklist list_create() {
  linklist H;
  H = (linklist)malloc(sizeof(listnode));
  if (H == NULL) { // 注意 此处是两个等号 " == "
      printf("malloc failed\n");
      return H;
  }
  H->data = 0; //可写可不写
  H->next = NULL;
  return H;
}

5.3链表的头插法

5.3.1 逻辑分析

1、申请空间

2、data赋值

3、连指针（切记防丢）

5.3.2代码实现

复制代码

int list_tail_insert(linklist H, data_t value) {
  linklist p;
  if (H == NULL) {
      printf("H is NULL\n");
      return -1;
  }
  //1 new node p
  if ((p = (linklist)malloc(sizeof(listnode))) == NULL) {
      printf("malloc failed\n");
      return -1; // 函数的返回类型是int 所以不能返回NULL 应该返回-1
  }
  //data赋值
  p->data = value;
  //链接指针
p->next = H->next;
H->next = p;
  return 0;
}

5.4链表的打印

5.4.1 逻辑分析

如何遍历链表？

5.4.2代码实现

复制代码

int list_show(linklist H) {
  linklist p;
  if (H == NULL) {
      printf("H is NULL\n");
      return -1;
  }
  p = H;
  while (p->next != NULL) {// 不为空才能打印结点
      printf("%d ", p->next->data);
//p->data第一个节点是不存放数据的 如果想打印数据 那就得写成p->next->data
      p = p->next;//p往后移动 直到最后一个数据为NULL 就不去打印了 退出
  }
  puts("");
  return 0;
}

5.5链表的头删法

5.5.1逻辑分析

判断是否为空
保存要删除的节点
链接指针 p = H->next; H->next = p->next;
free要删除的节点

5.5.2代码实现

复制代码

int list_delete(linklist H) {
  linklist q;
  if (H == NULL) { //判断链表存不存在
      printf("H is NULL\n");
      return -1;
  }
if (H->next == NULL) { // 链表是否为空
printf("list is empty\n");
return -1;
}
  //3 update list
  q = H->next;  
  H->next = q->next; //H->next = H->next->next;
  //4 free
  printf("free:%d\n", q->data); //可以打印一下删除的值
  free(q);
  q = NULL;
  return 0;
}

5.6链表的按位置插入

5.6.1逻辑分析

找到插入位置的前一个节点地址先找位置 a3 因为a4的话你怎么表示a3的地址 (单向链表)
申请空间
data赋值
连指针（切记防丢）先链接后面再前面

5.6.2代码实现

复制代码

linklist list_get(linklist H, int pos) {
  linklist p;
  int i;
  if (H == NULL) {   //判断表是否存在
      printf("H is NULL\n");
      return NULL;
  }
  if (pos == -1) { //等于-1 错误 因为下标没有从-1开始数的
      return H;
  }
  if (pos < -1) { // 小于-1 也有问题
      printf("pos is invalid\n");
      return NULL;
  }
// 大于-1 就去找位置
  p = H;
  i = -1; //最开始的时候从-1开始  
  while (i < pos) {
      p = p->next; // 往后移动一下
      if (p == NULL) { //当链表比较短的时候 插入的位置比较大的时候 退出
          printf("pos is invalid\n");
          return NULL;
      }
      i++; //正常情况下 i++ 往后走 找到pos这个位置之后 跳出循环 返回p
  }
  return p;
}
int list_insert(linklist H, data_t value, int pos) {
  linklist p;
  linklist q;
  if (H == NULL) { //判断表是否存在
      printf("H is NULL\n");
      return -1;
  }
  //1 locate node p (pos-1) pos是插入的位置
  p = list_get(H, pos-1); //找到前一个位置 怎么去获得p呢？ 调用list_get
  if (p == NULL) { //如果等于NULL 说明没有获取成功 否则成功
      return -1;
  }
  //2 new node q 获取成功之后首先去开辟一段空间
  if ((q = (linklist)malloc(sizeof(listnode))) == NULL) {
      printf("malloc failed\n");
      return -1;
  }
  q->data = value; //赋值
  q->next = NULL; //可以省略
  //3 insert
  q->next = p->next;
  p->next = q; // 现在就是连进去了
  return 0;
}

5.7链表的按位置删除

5.7.1逻辑分析

判断链表是否存在
判断是否为空
找到要删除节点的前一个节点
保存要删除的节点 5. 链接指针 q = p->next; p->next = q->next; 6. free要删

除的节点

5.7.2代码实现

复制代码

int list_delete(linklist H, int pos) {
  linklist p;
  linklist q;
  //1
  if (H == NULL) {
      printf("H is NULL\n");
      return -1;
  }
if (H->next == NULL) {
printf("List is empty\n");
return -1;
}
  //2 locate prior
  p = list_get(H, pos-1); // 找到删除结点的位置 pos-1就是前一个结点的位置
  if (p == NULL) // 位置输入的不合适 就返回
      return -1;
       
  if (p->next == NULL) { // 如果删除的结点是NULL 的时候   就不能删除了
      printf("delete pos is invalid\n");
      return -1;
  }
  //3 update list
  q = p->next; // 保存结点的地址
  p->next = q->next;//p->next = p->next->next;   // 连接指针的那一步
  //4 free
  printf("free:%d\n", q->data);
  free(q); // 释放 就是说这个q的地址我不使用了 可以分给别人了 但是q里面的值还存在
  q = NULL; // 指针指向NULL 就是把值清掉
  return 0;
}

5.8拓展练习

5.8.1链表的反转

需求：3 ->4 ->5-> 6-> 7 1 头插法拿个3头插拿个4 ......循环拿

结果：7 ->6-> 5-> 4-> 3

思路：

1 判断表是否存在

2 判断结点的个数如果只有一个有效结点就不需要反转了

5.8.1.1逻辑分析

5.8.1.2代码实现

复制代码

int list_reverse(linklist H) {
//定义两个指针 一个标记剩下的结点 一个指针标记要往下拿拿个结点
  linklist p;
  linklist q;
  if (H == NULL) { //判断链表是否存在
      printf("H is NULL\n");
      return -1;
  }
  if (H->next == NULL || H->next->next == NULL) { //判断只有一个节点的时候就不需要
反转了
      return 0;
  }
  p = H->next->next; //标记的是剩下的结点
  H->next->next = NULL; //拿出来的是前两个结点
  while (p != NULL) {
      q = p; // q保存一下p 也就是头插的这个节点
      p = p->next; // 然后往后移动一下 p将后面的结点标记起来  
      q->next = H->next; // 这个时候直接头插就行了 连接
      H->next = q; // 连接
  }
  return 0;
}

5.8.2 两个有序链表合并

5.8.2.1逻辑分析

5.8.2.2代码实现

复制代码

linklist list_merge(linklist H1, linklist H2) {
  linklist p, q;
if (H1 == NULL){
printf("H1 is NULL\n");
return -1;
}
if (H2 == NULL){
printf("H1 is NULL\n");
return -1;
}
p = H1->next;//拿的最小的结点
q = H2->next;
while(p != NULL && q != NULL)
{
if (p->data <= q->data)
{
H1->next = p;
p = p->next;
H1 = H1->next;
}
else
{
H1->next = q;
q = q->next;
H1 = H1->next;
}
}
if(p != NULL)// 判断这个链表的值全部小于L2链表 这样的情况直接去连接
{
H1->next = p;
}
if(q != NULL)
{
H1->next = q;
}
//根据需求释放，如果后面其他函数还用，就不要释放
free(H2);
H2 = NULL;
return r;
}

需求：2 6 3 7 4 9 5

结果：2 3 4 5 6 7 9

思路就是：

依次拿数据第一个是2 然后拿6 此时去判断两个数大小再去排序排好之后拿第三个数；然后再依次比较

表中的数据，在插入到合适的位置，最后保证遍历出来的是有序链表

5.8.3.2代码实现

复制代码

int list_order(linklist H){
linklist p,q,r;// 一个标记拿出来的结点 一个存放剩余的结点 r始终从头开始遍历一遍
int t;
if(H == NULL){
printf("H is NULL");
return -1;
}
p = H->next;
H->next = NULL;
while(p != NULL)
{
q = p;
p = p->next;
r = H;//代表指向结点的开始
while(r->next && r->next->data < q->data){
r = r->next;
}
q->next = r->next; //插入结点
r->next = q;
}
return 0;
}