0
点赞
收藏
分享

微信扫一扫

小朋友学数据结构1:链表

Aliven888 2022-08-04 阅读 40


链表是一种物理存储单元上非连续、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。

小朋友学数据结构1:链表_数据

一、链表的创建操作

刚开始,链表为空。咱们需要创建一个头节点。头节点可以用来存储节点数据,也可以不存储节点数据。咱们这里以不存储数据为例。
(1)创建头节点
因为头节点不存储数据,所以头节点的数据域可初始化为0或-1,也可以不用初始化,系统会自动分配一个随机数。

小朋友学数据结构1:链表_链表_02

(2)插入第一个节点

小朋友学数据结构1:链表_结点_03

上面这个图也可以简化表示为:

小朋友学数据结构1:链表_结点_04

(3)插入第二个节点
这里咱们假定不用考虑节点数据域值的大小顺序,直接插到链表的末尾即可。若要按数据域大小排序,插入时加个判断即可。

小朋友学数据结构1:链表_链表_05

实现代码:

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>

typedef int ElementType; // 定义数据类型,可根据需要进行其他类型定义

// 定义链表结点
typedef struct ListNode
{
ElementType Element; // 数据域,存放数据
ListNode* Next; // 指向下一个链表节点
}Node, *PNode;

// 链表创建函数定义
PNode CreateList(void)
{
// 创建分配一个头节点内存空间,头节点相当于链表的哨兵,不存放数据
PNode pHead = (PNode)malloc(sizeof(Node));
if (pHead == NULL) // 判断是否分配成功
{
printf("空间分配失败 \n");
exit(-1);
}

PNode pTail = pHead; // 链表的末尾节点,初始指向头节点
pTail->Next = NULL; // 最后一个节点指针置为空

int len ; // 用于定义链表长度
int val ; // 用于存放节点数值
printf("请输入节点个数:");
scanf("%d", &len); // 输入节点个数

for (int i = 0; i < len; i++)
{
PNode pNew = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个新节点
if (pNew == NULL)
{
printf("分配新节点失败\n");
exit(-1);
}

printf("请输入第 %d 个节点的数据:", i + 1);
scanf("%d", &val); // 输入链表节点的数据

pNew->Element = val; // 把数据赋值给节点数据域
pTail->Next = pNew; // 末尾节点指针指向下一个新节点
pNew->Next = NULL; // 新节点指针指向为空
pTail = pNew; // 将新节点复制给末尾节点
}

printf("创建链表成功\n");

return pHead; // 返回头节点
}

int main()
{
CreateList(); //创建一个指针,使其指向新创建的链表的头指针
return 0;
}

运行结果:

请输入节点个数:5
请输入第 1 个节点的数据:10
请输入第 2 个节点的数据:20
请输入第 3 个节点的数据:30
请输入第 4 个节点的数据:40
请输入第 5 个节点的数据:50
创建链表成功

二、链表的遍历操作

实现代码:

// 定义链表遍历函数
void TraverseList(PNode head)
{
PNode P = head->Next; // 首节点赋值给临时节点P
printf("遍历链表的值为:");
if (P == NULL)
{
printf("链表为空");
}

while (P != NULL) // 当临时节点P不为尾节点时,输出当前节点值
{
printf("%d ", P->Element);
P = P->Next;
}

printf("\n");
}

三、链表的查询操作

// 定义链表查询函数
PNode FindList(PNode head)
{
PNode P = head->next; // 定义临时指针P指向首节点的地址
int num = 0; // 用于记录链表节点位置
int val = 0; // 用于存放要查询的值
printf("请输入要查询的数:");
scanf("%d", &val); // 输入要查询的数值
while (P != NULL && P->Element != val)
{
P = P->Next;
++num;
}

if (P != NULL)
{
printf("找到的节点为:%d", num + 1);
}
else
{
printf("找不到该节点");
}

printf("\n");

return P;
}

四、链表的插入操作

假设要插入到节点p和q之间,则需要执行两步操作:
(1)s-> next = q,这是让s的next指向q;
(2)p->next = s,这是让s成为p的下一个结点,此时p的next不再指向q。

小朋友学数据结构1:链表_结点_06

上面这个图也可简化表示为:

小朋友学数据结构1:链表_链表_07

实现代码:

// 定义链表插入函数
// 在链表位置第pos节点前插入包含数据val的节点
void InsertList(PNode head, int pos, int val)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义节点p指向头节点
// 寻找pos节点的前驱结点
while (P != NULL&&position<pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}

PNode tmp = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个临时节点用来存储要插入的数据
if (tmp == NULL)
{
printf("内存分配失败!");
exit(-1);
}

// 插入节点
tmp->Element = val;
tmp->Next = P->Next;
P->Next = tmp;
}

五、链表的删除操作

(一)删除整个链表

实现代码:

// 定义删除整个链表函数
void DeleteTheList(PNode head)
{
PNode P, tmp;
P = head->Next; //定义指针P指向链表要删除的链表List的第一个点节点
List->Next = NULL;
while (P != NULL)
{
tmp = P->Next; //临时Tmp指向要删除的节点的下个节点
free(P); //释放指针P指向的节点
P = tmp; //重新赋值
}

printf("删除链表成功!\n");
}

(二)删除链表中的节点

假如要删掉s节点,则需要做两步操作:
(1)p->next = s->next,让s的下一个节点即q,变成p的下一个节点;

小朋友学数据结构1:链表_链表_08

(2)free(s),把s节点从内存里释放。

小朋友学数据结构1:链表_数据_09

实现代码:

//  定义删除链表元素函数
// 删除链表中的第pos个节点
void DeleteList(PNode head, int pos)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义一个指针p指向链表头节点
// 寻找pos节点位置的前驱节点
while (P != NULL&&position < pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}

// 删除节点
PNode tmp = P->Next; // 定义临时指针Tmp指向要删除的节点
P->Next = tmp->Next; // 使要删除节点的前驱结点指向其后驱节点
free(tmp); // 释放删除节点的内存空间,防止内存泄漏
tmp = NULL; // 使q指向空指针,防止产生野指针
}

六、完整代码实现

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>

typedef int ElementType; // 定义数据类型,可根据需要进行其他类型定义
// 链表节点的定义
typedef struct ListNode
{
ElementType Element; // 数据域,存放数据
ListNode* Next; // 指向下一个链表节点
}Node, *PNode;


// 函数声明
PNode CreateList(void); // 声明创建链表函数
void traverseList(PNode head); // 声明遍历链表函数
void insertNode(PNode head, int pos, int val); // 声明链表插入函数
void deleteList(PNode head); // 声明删除整个链表函数
void deleteNode(PNode head, int pos); // 声明删除链表元素函数
PNode findNode(PNode head); // 声明链表查询函数


int main()
{
PNode head = CreateList(); // 创建一个指针,使其指向新创建的链表的头指针
traverseList(head); // 遍历链表
findNode(head); // 链表查询
insertNode(head, 3, 100); // 链表插入,在第三个位置插入数值100
traverseList(head);
deleteNode(head, 3); // 删除链表第三个节点
traverseList(head);
deleteList(head); // 删除整个链表
traverseList(head);

return 0;
}

// 创建链表函数定义
PNode CreateList(void)
{
int len ; // 用于定义链表长度
int val ; // 用于存放节点数值
PNode pHead = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 创建分配一个头节点内存空间
if (pHead == NULL) // 判断是否分配成功
{
printf("空间分配失败 \n");
exit(-1);
}

PNode pTail = pHead; // 链表的末尾节点,初始指向头节点
pTail->Next = NULL; // 最后一个节点指针置为空
printf("请输入节点个数:");
scanf("%d", &len); // 输入节点个数
for (int i = 0; i < len; i++)
{
PNode pNew = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个新节点
if (pNew == NULL)
{
printf("分配新节点失败\n");
exit(-1);
}

printf("请输入第 %d 个节点的数据:", i + 1);
scanf("%d", &val); // 输入链表节点的数据

pNew->Element = val; // 把数据赋值给节点数据域
pTail->Next = pNew; // 末尾节点指针指向下一个新节点
pNew->Next = NULL; // 新节点指针指向为空
pTail = pNew; // 将新节点复制给末尾节点
}

printf("创建链表成功\n");

return pHead; // 返回头节点
}

// 定义链表遍历函数
void traverseList(PNode head)
{
PNode P = head->Next; // 首节点赋值给临时节点P
printf("遍历链表的值为:");
if (P == NULL)
{
printf("链表为空");
}

while (P != NULL) //当临时节点P不为尾节点时,输出当前节点值
{
printf("%d ", P->Element);
P = P->Next;
}

printf("\n");
}

// 定义链表查询函数
PNode findNode(PNode head)
{
PNode P = head->Next; // 定义临时指针P指向首节点的地址
int num = 0; // 用于记录链表节点位置
int val = 0; // 用于存放要查询的值
printf("请输入要查询的数:");
scanf("%d", &val); // 输入要查询的数值
while (P != NULL&&P->Element != val)
{
P = P->Next;
++num;
}

if (P != NULL)
{
printf("找到的节点为:%d", num + 1);
}
else
{
printf("找不到该节点");
}

printf("\n");

return P;
}

// 定义链表插入函数
// 在链表位置第pos节点前插入包含数据val的节点
void insertNode(PNode head, int pos, int val)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义节点p指向头节点
// 寻找pos节点的前驱结点
while (P != NULL&&position<pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}
PNode tmp = (PNode)malloc(sizeof(Node)); // 分配一个临时节点用来存储要插入的数据
if (tmp == NULL)
{
printf("内存分配失败!");
exit(-1);
}

// 插入节点
tmp->Element = val;
tmp->Next = P->Next;
P->Next = tmp;
}

//定义删除整个链表函数
void deleteList(PNode head)
{
PNode P, tmp;
P = head->Next; //定义指针P指向链表要删除的链表List的第一个点节点
head->Next = NULL;
while (P != NULL)
{
tmp = P->Next; //临时Tmp指向要删除的节点的下个节点
free(P); //释放指针P指向的节点
P = tmp; //重新赋值
}

printf("删除链表成功!\n");
}

// 定义删除链表元素函数
// 删除链表中的第pos节点
void deleteNode(PNode head, int pos)
{
int position = 0;
PNode P = head; // 定义一个指针p指向链表头节点
// 寻找pos节点位置的前驱节点
while (P != NULL&&position < pos - 1)
{
P = P->Next;
++position;
}

// 删除节点
PNode tmp = P->Next; // 定义临时指针Tmp指向要删除的节点
P->Next = tmp->Next; // 使要删除节点的前驱结点指向其后驱节点
free(tmp); // 释放删除节点的内存空间,防止内存泄漏
tmp = NULL; // 使q指向空指针,防止产生野指针
}

运行结果:

请输入节点个数:5
请输入第 1 个节点的数据:10
请输入第 2 个节点的数据:20
请输入第 3 个节点的数据:30
请输入第 4 个节点的数据:40
请输入第 5 个节点的数据:50
创建链表成功
遍历链表的值为:10 20 30 40 50
请输入要查询的数:30
找到的节点为:3
遍历链表的值为:10 20 100 30 40 50
遍历链表的值为:10 20 30 40 50
删除链表成功!
遍历链表的值为:链表为空


关注公众号

小朋友学数据结构1:链表_数据_10


举报

相关推荐

0 条评论