数据结构：线性表中链表的建立和基本操作（C）

链表是一种物理存储上非连续、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。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。相比于线性表顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

建立结点结构体

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//定义一个结点
#include<stdio.h>
typedef int ElemType;
typedef struct node
{
    ElemType e;//数据域
    struct node *next;//指针域
}LinkList;

链表是由一个个结点所构成，首先定义一个结点的结构体。

该结构体包括存放数据的数据域和指向结点所需的指针域，分别由ElemType e 和 node *next所定义，该指针域直接指向后继元素。

每一个链表中的结点即是该LinkList结构体。

每当需要一个链表时，即可调用这个模子（结构体），完成一个链表的创建。

链表的初始化

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//初始化结点中的指针 令指针域为空
void Initnode(LinkList *n)
{
    n->next=NULL;
}

链表的初始化分为结点和表的初始化。

定义Initnode函数完成对指针域的初始化。

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//创建一个空表     
void InitLinkList(LinkLinst * &h) //头指针->头结点
{
    h=new LinkList; //动态要一个结点
    Initnode(h);    //指针域初始化
}

定义InitLinkList函数完成对一个空链表的建立。

函数参数中'&'可理解为对建立的头结点需进行地址的访问。

函数内部第一条语句通过一个new函数向系统内存动态的取得一个头结点，一个头结点即是一个空链表的标志。

最后完成对指针域的初始化。

链表的创建

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//创建一个链表
void CreateLink(LinkList * &h)
{
    LinkList *p,*t;//p指向最后一个结点，t动态要一个结点
    p=h;
    while(1)
{       ElemType e;
        scanf("%d",&e);  //输入数据
        if(e==-1) break;       
        t=new LinkList;  //尾部获取新结点
        Initnode(t);     //新结点初始化
        t->data=e;       //所输入数据存储到的新的结点的数据域中  
        p->next=t;       
        p=p->next;       //指针的定向移动
}

链表的建立可采取头插法和尾插法，此处采用尾插法。

定义CreateLink函数完成对链表的建立。

函数内部定义两个指针，分别用来指向后继结点和获取新结点。

通过一个while函数，在两个指针的定向移动中完成对链表的输入。

定义e变量来存放输入的元素。

此处采用的是数据-1为链表的终止标志。（if语句）

基本操作

1.取值

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//取值
void GetElem(LinkList *h,int i,ElemType &e)
{
    LinkList *p=h->next;
    int j=1;
    while(p&&j<i)        //指针移动
   {    p=p->next;
        j++;
   }    
    if(!p||i<j) return; //判断i是否合法
    e=p->data;          //将该结点的值存放在e中
}

定义GetElem函数完成取值操作。

在函数内部从首结点开始完成指针的移动，在移动时要保证p指针不能为空且j不能与i相等，一旦相等，说明到达了该地址的结点，循环结束。

if循环来判断i是否合法。

最后将p指针所指的结点数据保存在e中，完成取值操作。

2.查找

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//查找
void Find(LinkList *h,ElemTyep e)
{
    LinkList *p=h->next;
    int j=1;
    while(p&&p->data!=e)
    {    p=p->next;
         j++;
    }
    if(p) return j;
    return 0;
}

定义Find函数完成查找操作。

查找操作与取值操作十分相似，在函数内部的while循环中，首先保证p指针不为空，其次保证在指针在数据域中的筛选，当输入值e与某结点数据相等时，结束循环。

若此时p不为空则返回坐标j，完成查找操作。

3.插入

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//插入(插在第i个结点之前)
void Insert(LinkList *&h,int i,ElemType e)
{
    LinkList *p=h,*t;
    int j=0;       //此处从头结点开始插入，j=0
    while(p&&j<i-1)
    {    p=p->next;
         j++;
    }
    if{!p||i<1} return;
    t=new LinkList;
    InList(t);
    t->data=e;
    t->next=p->next;
    p->next=t;
}

定义Insert函数完成插入操作。

由于插入操作可以从头结点后开始(即插入第一个结点)，故此时定义的指针p需指向头结点且j=0。

t为新结点（插入结点）。

t->next=p->next; 语句完成t结点与i结点的链接。

p->next=t; 语句完成t与i-1结点的链接。

4.删除

C 复制代码

//删除
void Del(LinkList * &h,int i)
{
	LinkList *p=h,*q;
	int j=0;
	while(p->next&&j<i-1){p=p->next;j++;}
	if(!(p->next)||i<1) return;
	q=p->next;
	p->next=q->next;
	delete q;

定义Del函数完成删除操作。

和查找类似，由于可在头结点后进行操作，故将指针p的初始位置指向头结点且j=0。

经历循环过后，p指针指向i的前驱。

q=p->next; 语句完成q指针指向i结点的操作，此时q->next的地址为i结点后继的地址。

p->next=q->next; 语句完成i的前驱与i的后继的链接，i结点被隔离。

delete q; 完成删除操作。

5.遍历列表

C 复制代码

//遍历 
void  Display(LinkList *h)
{
	LinkList *p=h->next;
	while(p)
	{
		printf("%d->",p->data);
		p=p->next;
	}
	printf("\n");

代码测试

C 复制代码

int main()
{
	LinkList *h;
	ElemType e;
	InitLink(h);
	CreateLink(h);
	Display(h);
	GetElem(h,3,e);printf("%d\n",e);
	printf("%d\n",Find(h,4));
	Insert(h,4,10);
	Display(h);
	Del(h,3);
	Display(h);
	return 0; 
}