C语言操作链表详解
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C语言操作链表详解相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
C语言操作链表详解
在我们学习C语言的前期,每当我们要进行大量数据的读写时,我们都会使用顺序表,也就数组,它的优点很明显,增删读写操作很简单,易于上手。但当我们对数据的存储理解更加深刻时,我们便会逐渐意识到顺序表也不是万能的,它也有它的缺点:顺序表在内存中的存储时,占用一大块连续的空间,但我们实际在使用时,可能并没有那么大的空间,在存储时可能会出错。于是又有了一种新的存储方式:链表,它最大的优点则是不需要一大块连续的空间,它可以使用内存中空余的小空间。因此,链表在实际使用中是必不可少的。下面则来介绍链表的一些基础概念和相关操作。
链表的概念
首先,先来介绍链表的一些基础概念。
链表是一种特殊的存储方式,它在内存中存储时,仅仅占用内存中的一些很小的空间,通过指针来连接每一块零散的空间,适合使用在内存有限的情况下。但也有它的一些缺点:链表的操作相较于顺序表操作要复杂;无法像顺序表一样通过偏移量来快速访问,需要通过遍历来访问;因为链表还需要留有空间来存放指针,因此在存储相同的数组的情况下,占用的空间要更多。
链表每当要存储一个数据时,要在内存上开辟一块空间,并存储两个数据,一个是需要存储的数据,另外一个则是下一快空间的地址。当我们要操作下一块空间时,需要访问上一块空间中存放的地址,通过该地址的指向来找到下一块空间的位置,再进行我们需要的操作。同时,在执行链表相关的操作时,可以将链表的两个数据抽象成一个结构体来存放,方便我们在执行操作调用数据。
链表的操作
将数据抽象成结构体
链表的每一块小空间都需要存入两个数据,一个是需要存入的数据,另一个是下一块空间的地址,所以结构体中也需要定义两个变量,分别用来存储数据和地址。在定义结构体时,为了后面编写程序更加方便,使用typedef来重定义结构体的名称。
typedef struct Node
int data;
struct Node *next;
node;
创建和初始化链表
在C语言中,有一个malloc函数可以在内存中开辟一块空间,参数是需要开辟的大小,方返回值时空间的首地址,且类型是(void *)。
在创建和初始化时,需要通过定义指针来操作链表,先定义两个node *类型的指针,一个用来表示链表的首地址,命名为h,一个用来开辟空间,命名为p,但为了更加明确的展示出此时需要操作的空间,且为了编写程序方便,还需要定义一个指针t,来指向我们此时操作的空间,因此总共需要定义三个指针。
当我们用p开辟了第一个空间后,我们需要让h和t都指上来,并对其赋值。因为此时我们还没开辟下一块空间,没有新的地址,所以讲此空间的地址赋值为NULL。
为了后面描述方便,将结构体中存入数据的变量命名为data,存放地址的变量命名为next。
接着,可以继续用p开辟下一块空间了。因为h表示的是链表的首地址,修改h的值后就不能再找到链表的首地址了,于是需要使用t来操作新开辟的空间了。将p的地址存入t里的next中,则两空间中通过指针建立了连接,并将p的值赋给t,将t所指向的空间修改为新开辟的空间。再同开辟第一块空间时赋值操作一样,将数据存入此时p所指向的data空间中,将next的值赋值为NULL。再用循环重复此操作,则得到所需的链表了。
注:malloc是stdlib库函数中的一个函数,在编写程序的时候需要在前面加上相关的include语句。
node *List(int *arr, int length)
node *p = (node *)malloc(sizeof(node));
node *h = NULL;
node *t = NULL;
for (int i = 0; i < length; ++i)
if (h == NULL) //判断是否为第一块空间
h = p;
t = p;
else
p = (node *)malloc(sizeof(node));//开辟一块新的空间
t->next = p;//将新空间的地址存入上一个空间的next中
t = p;//将t所指向的空间修改为新开辟的空间
p->data = *(arr + i);
p->next = NULL;//对新开辟的空间赋值
return h;
输出链表中存储的数据
因为链表中最后一块空间中next的值为NULL,则可以通过判断空间中的next值是否为NULL,来确认此空间是否为最后一块空间,并通过访问next来找到下一块空间的位置。
void ShowList(node *list)
while (list->next)
printf("%d ", list->data);
list = list->next;
printf("%d\\n",list->data);
查找链表中指定位置的数据
为了操作链表更加方便,需要定义一个新的指针p,通过移动p来寻找所要求的空间。
int SearchList(node *list, int t)
node *p = list;
for (int i = 0; i < t; ++i)
p = p->next;//将p指向下一个空间
return p->data;//找到所要求的空间,返回存储的数据
在链表中插入数据
需要用malloc开辟一块新的空间来存入新的数据,并定义一个指针insert来指向此空间。为了能插入成功,最关键的是断开所插入位置处旧的连接,重新建立新的连接。则应先找到所插入位置的上一块空间,将其next修改为新开辟的空间的地址,即将上一块空间通过next的值,指向新开辟的空间,成功建立连接。但此时还没有完,新开辟的空间虽然和前面的空间建立了连接,但和后面还没有建立。因此需要将后面的空间的地址存入到新开辟的空间中的next中。至此,新开辟的空间和前后的连接都建立完成,数据插入成功。
node *InsertList(node *list, int data, int t)
node *p = list;
node *insert = (node *)malloc(sizeof(node));//开辟一块新的空间
for (int i = 0; i < t - 1; ++i)
p = p->next;
//找到所插入位置处的上一块空间
insert->data = data;//存入数据
insert->next = p->next;//和后面的空间建立连接
p->next = insert;//和前面的空间建立连接
return list;
删除指定位置的数据
大致的思路和插入数据相似,关键都是破坏旧的连接,建立新的连接。需要先找到所删除的空间的上一块空间,将其的next值赋值为所删除的空间的后一块空间的地址,则两原本隔了个空间的空间,建立了连接。
node *DeleteList(node *list, int t)
node *p = list;
node *q = NULL;
if (t)
for (int i = 0; p && i < t - 1; ++i)
p = p->next;
if (!p)
return list;//若超出链表范围,则直接返回
q = p;
p = p->next;
q->next = p->next;//删除中间结点和尾结点
else
list = p->next;//删除头结点
free(p);
return list;
删除指定数据
大致操作和删除指定位置的数据相同,唯一的差别是需要先找到指定数据的位置。
node *DeleteNumList(node *list, int num)
node *p = list;
node *q = NULL;
if (p->data != num)
for (; p && (p->data != num); q = p, p = p->next);
if (!p)
return list;//若超出链表范围,则直接返回
q->next = p->next;//删除中间结点和尾结点
else
list = p->next;//删除头结点
free(p);
return list;
修改制定位置的数据
操作的关键是找到所要修改的位置,通过依次访问每块空间中next的值来访问下一块空间即可。
node *ChangeList(node *list, int data, int t)
node *p = list;
for (int i = 0; i < t; ++i)
p = p->next;
//找到所要修改的位置
p->data = data;//修改数据
return list;
逆序输出链表存储的数据
通过递归来依次访问下一块空间所存储的数据,并输出。只需将输出语句放在递归函数的后面,则当递归结束时,会先输出最后一个数据,再返回执行上一个输出语句,输出倒数第二个数据,并反复执行此操作,直到逆序输出完成。
void ShowListReturn(node *list)
if (list)
ShowListReturn(list->next);//递归,访问下一块空间
printf("%d ", list->data);//输出数据
执行结果
下面为main函数,用以展示上述函数的执行结果。
int main(void)
int arr[] = 1, 2, 3, 4, 5, 6 ;
node *list = List(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
printf("Show:");
ShowList(list);
printf("ShowReturn:");
ShowListReturn(list);
printf("\\n");
printf("Search:%d\\n", SearchList(list, 3));
printf("Insert:");
ShowList(list = InsertList(list, 7, 0));
printf("Delete:");
ShowList(list = DeleteList(list, 2));
printf("DeleteNum:");
ShowList(list = DeleteNumList(list, 6));
printf("Change:");
ShowList(ChangeList(list, 3, 4));
system("pause");
return 0;
以上是关于C语言操作链表详解的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章