C语言数据结构与算法之单链表

2024-04-02 19:55

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基本概念

链表的每一个结点中只包含一个指针域

优点 : 储存空间利用高效

举例来说：


typedef struct student{
	int id;		//学生编号
	char* name; //学生名称
 
	//指向下一结点的指针
	struct Student* pNext;
}Student;

与之相反的是多链表


typedef struct student{
	int id;		//学生编号
	char* name; //学生名称
 
	//指向下一结点的指针
	struct Student* pNext;
	struct Student* qNext;
}Student;

读取数据元素

获取第i个结点的数据元素

声明一个结点指针p指向链表的第一个结点a1，初始化j从1开始
当j < i 时，遍历链表，让p的指针向后移动，不断指向下一个结点，j 累加 1
当链表末尾 p 为空时，则说明第 i 个元素不存在；否则查找成功，返回结点 p 的数据

1.定义数据元素


//定义数据元素
typedef struct student{
	int id;		
	char* name; 
}ElementType;

2.定义顺序表结构


typedef struct {
	ElementType dates[MAX_SIZE];   //当前顺序表中的数据集合
	int length;					   //当前顺序表中的元素个数
 
}SeqList;

3.定义链表的结点（包括数据域和指针域）


typedef struct Node {
	ElementType date;  //数据域
	struct Node* node; //指针域，指向下一个结点
}Node;

4.设置头结点

我们在定义链表时，习惯性的会定义头结点，以便统一链表结点的插入和删除操作


typedef struct Linklist {
	Node* next;  //头指针
	int length;
}Linklist;

如果链表有头结点，next就指向头结点，没有就指向第一个结点

链表的长度初始值为0

插入数据元素

在第i个结点后插入数据元素

创建一个空节点，分配内存空间，设置数据元素
获取第i个结点，设置新结点的后继结点为该结点的后继结点
设置第i个结点的后继结点为该结点

1.创建空节点并为数据域赋值


	//创建空节点并为数据赋值
	Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    node -> date = element;
    node -> next = NULL;

2.通过循环找到要插入的结点


	for (int i = 1; currNode && i < pos - 1; i++)
	{
		currNode = currNode->next;
	}

3.将结点插入并对接前面的结点


	if (currNode) {
		node->next = currNode->next;
		currNode->next = node;
		linkList->length++;
	}

初始化链表


void InitLinkList(LinkList* linkList, ElementType* dateArrar, int length)
{
	for (int i = 0; i < length; i++) {
		InsertLinkList(linkList, i + 1, dateArrar[i]);
	}
}

打印链表


void PrintLinkList(LinkList* linklist)
{
	Node* node = linklist->next;
	if (!node)
	{
		printf("链表为空！\n");
		linklist->length = 0;
		return 0;
	}
	for (int i = 0; i < linklist->length; i++) {
		printf("%d\t%s\t\n", node->date.id, node->date.name);
        node = node->next;
	}
}

顺序表查空


int IsLinkListEmpty(LinkList* linkList) {
 
	return linkList->length == 0 ? TRUE : FALSE;
 
}

顺序表的删除

删除第i个结点及其数据元素

获取第i个结点，若该结点不是第一个结点，则获取第i - 1个结点
将第i -1个结点的后缀结点设为第i个结点的后缀结点
删除第i个结点，释放内存空间，记录并返回删除数据元素的值

情况1：当删除的是第一个元素


	if (pos == 1)
	{
		node = linkList->next;
		if (node) {
			element = node->date;
			linkList->next = node->next;
			free(node);  //释放被删除的结点
			linkList->length--;
		}
        return element;
	}

情况2：除第一个结点外

找到要删除的结点和他的前缀结点
要删除结点的next 赋值给前缀结点
释放要删除的结点


	Node* preNode; //前缀结点
	node = linkList->next;
	for (int i = 1; node && i < pos; i++)
	{
		preNode = node;
		node = node->next;
	}
	if (node)
	{
		element = node->date;
		preNode->next = node->next;
		free(node);
		linkList->length--;
	}
	return element;

完整代码


ElementType DeleteLinkListElement(LinkList* linkList, int pos)
{
	ElementType element;   //被删除的元素
	element.id = -999;     //赋一个不可能的值，来判断删除是否成功
	Node* node = NULL;
 
	if (pos == 1)
	{
		node = linkList->next;
		if (node) {
			element = node->date;
			linkList->next = node->next;
			free(node);  //释放被删除的结点
			linkList->length--;
		}
	}
 
	Node* preNode; //前缀结点
	node = linkList->next;
	for (int i = 1; node && i < pos; i++)
	{
		preNode = node;
		node = node->next;
	}
	if (node)
	{
		element = node->date;
		preNode->next = node->next;
		free(node);
		linkList->length--;
	}
	return element;
 
}

删除单链表整表

声明结点p 和 q
将第一个结点赋值给p
循环将下一个结点赋值给q，释放p，将q赋值给p


void CleatLinkList(LinkList* linkList)
{
	Node* node = linkList->next;
	Node* nextNode;
	while (node) {
		nextNode = node->next;  //先记录当前结点的下一个结点，以便释放当前结点的内存
		free(node);
		node = nextNode;
	}
	linkList->next = NULL;
	linkList->length = 0;
}