数据结构--单链表的实现(c语言实现)

Posted 2022-12-04 我是晓伍

 

目录

概念

链表的概念及结构

一、实现的功能

二、依次实现

1.打印链表

2.尾插结点

3.尾删结点

4.头插结点

5.头删结点

6.查找结点

7.任意位置后一位的插入

8.任意位置后一位的删除

总结

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概念

链表的概念及结构

概念：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连接次序实现的。

现实中的链表：

数据结构中：

思考思考，实际中的链表会有非常多种

1.单向，双向

2.带头，不带头

3.循环，非循环

这样一列举就已经能组合出8种了qwq。

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一、实现的功能

我们实现的是最基本的增删改查功能，通过列举，依次有以下几个接口需要我们实现： 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
typedef int SListDataType;

typedef struct SListNode

    SListDataType data;
    struct SListNode *next;
 SListNode;
// 打印链表
void SListPrint(SListNode *phead);
// 尾插节点
void SListPushBack(SListNode **phead, SListDataType x);
// 获得一个新节点
SListNode *GetNewSListNode();
// 尾删节点
void SListPopBack(SListNode **pphead);
// 头插结点
void SListPushFront(SListNode **phead, SListDataType x);
// 头删结点
void SListPopFront(SListNode **phead);
//查找结点
SListNode *SListFind(SListNode *phead, SListDataType x);
//任意位置插入结点
void SListInsertAfter(SListNode *pos, SListDataType x);
//任意位置删除结点
void SListEraseAfter(SListNode *pos);

二、依次实现

1.打印链表

代码如下：

void SListPrint(SListNode *pphead)

    SListNode *cur = pphead;
    while (cur)
    
        printf("%d->", cur->data);//遍历每个结点并且打印data
        cur = cur->next;
    
    printf("NULL\\n");

2.尾插结点

2.尾插结点首先把头结点传入函数，接着通过指针遍历到最后一个结点，这之后向内存申请一个新结点，将这个新结点连接上。

代码如下：

SListNode *GetNewSListNode()

    // 申请一个结点
    SListNode *NewNode = (SListNode *)malloc(sizeof(SListNode));
    // 申请失败，直接退出，简单粗暴
    if (NewNode == NULL)
    
        printf("%s", strerror(errno));
        exit(-1);
    
    return NewNode;

void SListPushBack(SListNode **pphead, SListDataType x)

    if (*pphead == NULL)
    
        *pphead = GetNewSListNode();
        (*pphead)->data = x;
        (*pphead)->next = NULL;
    
    else
    
        SListNode *NewNode = GetNewSListNode();
        SListNode *tail = *pphead;
        //循环找到一个节点，这个节点中的节点指针是NULL
        //循环找到NULL
        while (tail->next != NULL)
        
            tail = tail->next;
        
        NewNode->data = x;
        NewNode->next = NULL;
        tail->next = NewNode;
    

 

3.尾删结点

尾插结点就是把最后一个结点删除掉之后，要把新成为的最后一个结点中的next指针置NULL，

当然，我们要分三种情况讨论，第一种就是上面说的，第二种则是只要一个结点的时候，我们要把这个结点free掉，返回空指针，第三种则是没有结点的情况，直接返回空指针。

代码如下:

void SListPopBack(SListNode **pphead)

    // 1.空
    // 2.只有一个结点
    // 3.一个以上结点
    if (*pphead == NULL)
    
        return;
    
    else if ((*pphead)->next == NULL)
    
        free(*pphead);
        *pphead = NULL;
    
    else
    
        SListNode *tail = *pphead;
        SListNode *pre = tail; //记录最后一个结点的前一个结点
        //通过循环找到最后一个结点
        while (tail->next != NULL)
        
            pre = tail;
            tail = tail->next;
        
        //释放掉tail
        free(tail);
        tail = NULL;
        // 之前倒数第二个结点成为了最后一个结点，置NULL
        pre->next = NULL;
    

 

4.头插结点

头插结点首先要申请一个新结点，让这个结点的next指向原来的头，这之后在把头移到这个新结点上

 

代码实现:

void SListPushFront(SListNode **pphead, SListDataType x)

    SListNode *NewNode = GetNewSListNode();
    NewNode->data = x;
    // 新插入结点中存放的地址为之前第一个结点的地址
    NewNode->next = *pphead;
    //把NewNode作为第一个结点
    *pphead = NewNode;

 

5.头删结点

头删结点分两种情况，有结点和无结点，无结点时直接返回就好了，有结点的时候先让头指针指到下一个结点，之后再free掉前面那个结点

 

代码实现:

void SListPopFront(SListNode **pphead)

    // 1.没有结点
    // 2.有1个结点+ 3.有1个以上结点
    if (*pphead == NULL)
    
        //没有要删的
        return;
    
    else
    
        // 1.保存头指针指向的下一个结点地址
        // 2.free掉头指针
        // 3.将头指针与下一个地址重新连接
        SListNode *next = (*pphead)->next;
        free(*pphead);
        *pphead = next;
    

 

6.查找结点

没什么难的，就是遍历，遍历到了就返回，不到就返回NULL。

SListNode *SListFind(SListNode *phead, SListDataType x)

    SListNode *cur = phead;
    while (cur != NULL)
    
        if (cur->data == x)
        
            return cur;
        
        cur = cur->next;
    
    return NULL;

 

7.任意位置后一位的插入

传入位置后，首先要申请一个新结点，让结点指向位置的后一位，再让传入的位置指向新结点

代码实现:

void SListInsertAfter(SListNode *pos, SListDataType x)

    assert(pos);
    SListNode *NewNode = GetNewSListNode();
    NewNode->data = x;
    NewNode->next = pos->next;
    pos->next = NewNode;

8.任意位置后一位的删除

首先把要删除的结点临时保存，再把传入位置的结点的next指针再往后指一位，最后free掉之前保存的结点。

代码实现:

void SListEraseAfter(SListNode *pos)

    assert(pos);
    if (pos->next)
    
        SListNode *next = pos->next;
        SListNode *nextnext = pos->next->next;
        pos->next = nextnext;
        free(next);
    

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总结

由于做链表的时候一直要对内存进行操作，一出错容易导致整个程序崩溃，所以每完成一个函数加一次测试，确保没问题。要非常熟悉各种插入删除的步骤，做到烂熟于心，还有在写代码之前，不妨先分析有几种情况，比如之前的尾删就有3种情况，要是一开始没考虑清楚，后面程序出错了再来修改反而需要更长的时间。