数据结构——单向链表

什么是数据结构

数据结构:用来组织和存储数据

程序 = 数据结构 + 算法

数据与数据之间的关系

(1)逻辑结构:数据元素与元素之间的关系

集合:元素与元素之间平等的关系

线性结构:数据元素之间存在一对一的关系(顺序表、链表、队列、栈,内存是一种线性的存储结构)

树形结构:数据元素之间存在一对多的关系(二叉树)

图形结构:数据元素之间存在多对多的关系(网状结构)

(2)物理结构:数据元素在计算机内存中的存储方式

顺序结构:在内存中选用一段连续的内存空间进行存储

1,数据访问方便(O(1))

2,插入和删除数据时需要移动大量数据

3,需要进行预内存分配,即预先知道需要多少内存空间

4,可能造成大量的内存碎片(零碎的内存空间,由于太小而无法被使用)

内存碎片:内内存碎片,例如结构体中补上的内存

外内存碎片:两端连续的内存空间之间的内存空间,经常出现在申请两段大的内存空间之间

链式结构:可以在内存中选用一段非连续的内存空间进行存储

1,数据访问时候必须要从头遍历(O(n))

2,插入和删除元素方便

3,不需要预内存分配,是一种动态存储的方式

索引结构:将要存储的数据的关键字和存储位置之间构建一个索引表

散列结构(哈希结构):将数据的存储位置与数据元素之间的关键字建立起对应的关系(哈希函数),并根据该关系进行数据存储和查找

单向链表的定义及其他操作

链表:存储数据的对象

单向链表

|------------------------|
| data(数据域) |
| pnext(指针域,存储下一个元素的首地址) |

两个域组成在一起,称之为链表的结点,结点与结点之间通过指针的联系构成了单向链表,链表最后一个结点的指针域指向NULL,而第一个结点需要一个头节点来指向,而头节点还保存了链表的其他属性

需要链表时应需要的步骤

(1)创建链表对象(结构体)

(2) 插入、删除、查找、修改数据

(3)销毁链表

例:结点

cs 复制代码
struct node
{
    int data;
    struct node *pnext;
};

链表对象(clen为节点个数)

cs 复制代码
struct link
{
    struct node * phead;
    int clen;
};

进行单向链表操作前,需要进行链表的定义,先在link.h中定义,并声明link.c中的函数

在link.c中创建,为了防止栈区被填满,所以申请堆区空间

创建链表对象函数

申请堆区空间,判断是否申请成功,初始化,返回链表对象的地址

头插法,在头节点前插入新数据

申请节点:申请新的堆区空间,判断是否申请成功

初始化结点:将申请的结点初始化

头插2步:先将新定义的结点指向原先的头节点,再将链表对象指向新的头节点,增加结点个数。其中两步不可颠倒,如果颠倒,则会导致头节点位置消失,无法找到头节点

遍历

定义指向头节点的指针ptmp,循环(当ptmp为空指针时终止),输出该结点的数据,将ptmp指向下一个结点

会倒着遍历出链表中的元素,因为采用的是头插法,所以先插入的在后,后插入的在前

查找

在遍历的基础上删除输出并添加判断条件,并返回该值的地址,如果没有则返回空指针

修改

在查找的基础上添加判断条件,并返回值来说明是否成功修改

头删

第一个函数为判断是否为空链表,第二个函数为头删,判断是否为空链表, 定义新指针指向头节点,将链表对象指向第二个结点,释放新指针指向的旧头节点,节点数减一,成功删除则返回0

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