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C语言无头单向非循环链表的操作方法有哪些

发表于:2024-09-23 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2024年09月23日,这篇文章主要介绍"C语言无头单向非循环链表的操作方法有哪些"的相关知识,小编通过实际案例向大家展示操作过程,操作方法简单快捷,实用性强,希望这篇"C语言无头单向非循环链表的操作方法有哪些"文章能帮助大
千家信息网最后更新 2024年09月23日C语言无头单向非循环链表的操作方法有哪些

这篇文章主要介绍"C语言无头单向非循环链表的操作方法有哪些"的相关知识,小编通过实际案例向大家展示操作过程,操作方法简单快捷,实用性强,希望这篇"C语言无头单向非循环链表的操作方法有哪些"文章能帮助大家解决问题。

链表引入

问:上次我们看了顺序表,那么顺序表有些什么优缺点呢?

优点:

顺序表是连续的物理空间,方便下标的随机访问。

缺点:

1.增容需要申请新空间,拷贝数据,释放旧的空间。会有一定消耗。

2.头部或者中间位置插入或者删除数据,需要挪动数据,效率较低。

3.可能存在一定空间占用,浪费空间,不能按需申请和释放空间。

为了解决上诉问题,我们引入了链表。首先我们先来看看单链表。

链表介绍

链表是一种物理存储结构上非连续、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。每个节点包含两部分: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。

实际上,链表的结构多样,如下:

1.单向或者双向

2.带头或者不带头

3.循环或者非循环

创建链表

链表是由结点链接而成的,所以创建链表需要创建一个结点类型。该类型由指针域和数据域组成。

typedef int SLTDataType;typedef struct SListNode{        SLTDataType data;//用来存放该结点的数据        struct SListNode* next;//用来存放下一个结点的地址}SListNode;

打印链表

从头指针指向的位置开始,依次向后打印,知道cur访问到NULL就结束循环。

void SListPrint(SListNode* phead);void SListPrint(SListNode* phead){        SListNode* cur = phead;//我们一般不会改变头指针,所以我们把头指针赋值给cur        while (cur)//链表结束条件        {                printf("%d->", cur->data);                cur = cur->next;        }        printf("NULL\n");//表示数据已经打印完毕}

创建结点

每当我们需要插入一个数据,我们就需要申请一个结点,如果每次都重新申请就会很麻烦,所以我们将创建一个新结点封装为一个函数。

SListNode* BuySListNode(SLTDataType x){        SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));        if (newnode == NULL)        {                printf("BuySListNode::%s\n", strerror(errno));//若申请失败,则打印错误信息                exit(-1);        }        else        {                newnode->data = x;//将数据赋值到新点的数据域                newnode->next = NULL;//新结点指针域置为空指针        }        return newnode;//返回新结点的地址}

单链表尾插

我们需要将尾插分为两种情况:

情况一: 链表为空,我们直接让头指针指向新的结点即可。

情况二: 链表已经有多个结点,我们需要找到链表的最后一个结点,然后让最后一个结点指向新的结点。

void SListPushBack(SListNode** pphead, SLTDataType x);void SListPushBack(SListNode** pphead, SLTDataType x){        assert(pphead);        SListNode* newnode = BuySListNode(x);        //链表为空        if (*pphead == NULL)        {                *pphead = newnode;//头指针指向新的结点        }        //链表不为空        else        {                SListNode* tail = *pphead;                while (tail->next != NULL)                {                        tail = tail->next;                }                tail->next = newnode;        }}

注意: 链表头插函数的参数我们应该传头指针的地址,而不是头指针本身。如果为传值调用,那么形参是实参的一份临时拷贝,对形参的改变不会影响实参。

单链表头插

单链表头插时,我们申请一个新的结点,然后让新结点的指针域指向之前的第一个结点,然后让头指针指向新结点。

注意:这两步操作的顺序不可以颠倒,如果先让头指针指向了新结点,那么将不可能找到第一个结点的位置了。也不可能在找到后面的数据了。

void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDataType x);void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDataType x){        assert(pphead);        SListNode* newnode = BuySListNode(x);        newnode->next = *pphead;        *pphead = newnode;}

单链表尾删

演示一种错误的写法:

对于单链表的尾删,我们需要考虑三种情况:

1.链表为空时,不做任何处理。

2.链表只有一个结点时,释放该结点,然后将头指针置为空。

3.链表有多个结点时,有两种处理方法,详见一下代码。

代码一: 找到最后一个结点的前一个结点,释放最后一个结点。将前一个结点的指针域置为空指针。

void SListPopBack(SListNode** pphead);void SListPopBack(SListNode** pphead){        assert(pphead);        if (*pphead == NULL)                return;        else if ((*pphead)->next == NULL)        {                free(*pphead);                *pphead = NULL;        }        else        {                SListNode* prev = NULL;                SListNode* tail = *pphead;                while (tail->next != NULL)                {                        prev = tail;                        tail = tail->next;                }                free(tail);                tail = NULL;                prev->next = NULL;        }}

代码二: 找到最后一个结点的前一个结点,将后一个结点释放掉,然后在置为空就可以了。

void SListPopBack(SListNode** pphead);void SListPopBack(SListNode** pphead){        assert(pphead);        if (*pphead == NULL)                return;        else if ((*pphead)->next == NULL)        {                free(*pphead);                *pphead = NULL;        }        else        {                SListNode* tail = *pphead;                while (tail->next->next != NULL)                {                        tail = tail->next;                }                free(tail->next);                tail->next = NULL;        }}

单链表头删

若链表为空,则不处理。若链表不为空,让头指针指向第二个结点,释放掉第一个结点。

void SListPopFront(SListNode** pphead);void SListPopFront(SListNode** pphead){        assert(pphead);        if (*pphead == NULL)//链表为空                return;        else        {                SListNode* head = *pphead;                *pphead = head->next;//让头指针指针域中的地址指向头指针                free(head);//释放第一个结点                head = NULL;        }}

在pos位置之前插入数据

若pos是第一个结点,我们直接调用之前写的头插。若pos不是第一个结点,我们找到pos位置的前一个结点,让新的结点指向地址为pos的结点,然后让前一个结点指向新结点。

void SListInsertBefore(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDataType x);void SListInsertBefore(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDataType x){        assert(pphead);        assert(pos);        if (*pphead == pos)        {                SListPushFront(pphead,x);//头插函数        }        else        {                SListNode* prev = *pphead;                while (prev->next != pos)//找到pos的前一个结点                {                        prev = prev->next;                }                SListNode* newnode = BuySListNode(x);                newnode->next = prev->next;//让新结点指向pos结点                prev->next = newnode;//让前一个结点指向新结点        }}

在pos位置之后插入数据

让新结点指向该位置的下一个位置,然后让该位置的结点指向新结点。

void SListInsertAfter(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDataType x);void SListInsertAfter(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDataType x){        assert(pphead);        SListNode* newnode = BuySListNode(x);        newnode->next = pos->next;        pos->next = newnode;}

删除pos位置结点

void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos);void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos){        assert(pphead);        assert(pos);        if (*pphead == pos)        {                SListPopFront(pphead);        }        else        {                SListNode* prev = *pphead;                while (prev->next != pos)                {                        prev = prev->next;                }                prev->next = pos->next;                free(pos);                pos = NULL;        }}

删除pos位置之后的结点

void SListEraseAfter(SListNode* pos);void SListEraseAfter(SListNode* pos){        assert(pos);        SListNode* next = pos->next;        if (next)//如果next不为空,则条件为真        {                pos->next = next->next;//让pos指向要删除位置的后一个结点                free(next);//释放pos的下一个结点                next = NULL;        }       }

销毁链表

在销毁链表时。首先我们将头指针赋值给一个新的指针,用该指针依次遍历链表,先把该结点的下一个结点的地址保存,然后在释放该结点,最后将头指针置为空。

注意: 一定要在释放该指针之前保存该指针的下一个结点的地址,否则就找不到下一个结点了。

void SListDestroy(SListNode** pphead);void SListDestroy(SListNode** pphead){        assert(pphead);        SListNode* cur = *pphead;        while (cur)        {                SListNode* next = cur->next;//存放下一个结点地址                free(cur);//释放当前结点                cur = NULL;        }        *pphead = NULL;//将头指针置为空}

链表查找

SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLTDataType x);SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLTDataType x){        SListNode* cur = phead;        while (cur != NULL)        {                if (cur->data == x)                {                        return cur;                }                cur = cur->next;        }        return NULL;}

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