单链表的创建算法

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了单链表的创建算法相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

                                                                        单链表的创建算法

       本文根据:清华大学出版社《数据结构与算法(C语言版)(第3版)》整理,详细请见书本。

       当一个序列中只含有指向它的后继结点的链接时,就称该链表为单链表。

       单链表的示意图如下:

                                           
      Head指针为单链表的头指针,单链表L:L既是单链表的名字,也是其头指针。链表中的最后一个结点的指针域定义为空指针(NULL)。
      单链表的定义:

 struct Node
 
   ElemType data;
   struct Node *next;
 ;
 typedef struct Node LNode;
 typedef struct Node *LinkedList;
           单链表有带头结点和不带头结点之分。

       上图为没有头结点的单链表,下图为带有头结点的单链表:

                                         

   1.单链表的初始化,即建立一个空链表。

  //不带头结点的单链表的初始化
  void LinkedListInit1(LinkedList L)
  
    L=NULL;
  
  //带头结点的单链表的初始化
  void LinkedListInit2(LinkedList L)
  
    L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
    if(L==NULL)
    
      printf("申请空间失败!");
      exit(0);
    
    L->next=NULL;
  

    2.单链表的求表长操作

      单链表的求表长操作需要设定当前指针p和一个计数器j,初始时p指向链表中的第一个结点,p每向下移动一个结点时,j就加1,直到到达p链表的尾部。带头结点的链表,链表长度不包括头结点。
  //带头结点的单链表求表长
  int LinkedListLength(LinkedList L)
  
    LNode *p;            //p需要声明为LNode类型
    p=L->next;
    int j=0;
    while(p!=NULL)
    
      j++;
      p=p->next;         //将p向下移动一个结点
    
    return j;
  

    3.单链表获取第i个结点元素的操作

     设定p为当前结点,初始时p指向链表的第一个结点,然后向下移动i,此时p所指向的元素就是需要查找的第i个结点元素。

  //带头结点的单链表取元素操作
  LinkedList LinkedListGetINode(LinkedList L, int i)
  
    LNode *p;
    p=L->next;
    int j=1;
    while((p!=NULL)&&(j<i))
    
      p=p->next;
      j++;
    
    return p;
  

    4.单链表的定位操作

    查找元素e第一次出现的位置。从链表的第一个结点开始,判断当前结点的值是否等于e,等于则返回该结点的指针,否则继续向后查找,直至到达链表的最后。
  //带头结点的单链表定位操作
  LNode LinkedListLocateE(LinkedList L, ElemType e)
  
    LNode *p;
    p=L->next;
    while((p!=NULL)&&(p->data!=e))
    
      p=p->next;
    
    return p;
  

    5.单链表的插入操作

    在结点p之前插入一个新的结点q:对于不带头结点的单链表,结点p的位置有所不同,插入操作有以下两种情况:
    1)在链表的表头插入:
       (1)创建一个新的结点q。
       (2)将此结点的数据域赋值为e,并将它的next指针指向第一个结点,即L。
       (3)将L修改为指向新的结点q。
       操作示意图如下:

                                    
    2)在链表的中间插入
       (1)创建一个新的结点q。
       (2)将此结点的数据域赋值为e,并将它的next指针指向p。
       (3)查找到p的前驱结点pre。
       (4)将pre的next指针指向新创建的结点q。
      操作示意图如下:
                                             

    //不带头结点的单链表的插入操作
    void LinkedListInertQE1(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e)
    
      q=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));        //创建一个新的结点q
      if(q==NULL)
      
        printf("申请空间失败!");
        exit(0);
      
      q->data=e;

      if(p==L)   //在表头插入
      
        q->next=L;
        L=q;
      
      else      //在表的中间进行插入
      
        pre=L;
        while((pre!=NULL)&&(pre->next!=p))           //寻找p的前驱
           pre=pre->next;

        q->next=pre->next;
        pre->next=q;
      
    

    //带头结点的单链表的插入操作
    void LinkedListInertQE2(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e)
    
      q=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));        //创建一个新的结点q
      if(q==NULL)
      
        printf("申请空间失败!");
        exit(0);
      
      q->data=e;

      //插入新的结点
      pre=L;
      while((pre!=NULL)&&(pre->next!=p))           //寻找p的前驱
        pre=pre->next;

      q->next=pre->next;
      pre->next=q;
    

      6.单链表的删除操作

       删除链表中的某个元素e,如果e在链表中出现不止一次,将删除第一次出现的e,否则什么也不做。
       用p找到元素e所在的结点:
        1)p是链表中的第一个结点
            (1)将L指向p->next。
            (2)释放p。
         示意图如下:

                                       

         2)p是链表中的其他结点
            (1)找到p的前驱结点pre。
            (2)将pre->next指向p->next。
            (3)释放p。
         示意图如下:

                                                                 

     //不带头结点的单链表的删除操作
     void LinkedListDeleteQE1(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e)
     
        pre=L;
        while((pre!=NULL)&&(pre->next->data!=e))      //查找元素e的前驱
            pre=pre->next;
        p=pre->next;

        if(p!=NULL)                //找到需要删除的结点
        
          if(p==L)                 //删除的是第一个结点
            L=p->next;
          else                     //删除的是其他结点
            pre->next=p->next;
          free(p);
        
     
     //带头结点的单链表的删除操作
     void LinkedListDeleteQE2(LinkedList L, LinkedList p, ElemType e)
     
        pre=L;
        while((pre!=NULL)&&(pre->next->data!=e))      //查找元素e的前驱
            pre=pre->next;
        p=pre->next;

        if(p!=NULL)                //找到需要删除的结点
        
          pre->next=p->next;
          free(p);
        
     

        7.单链表的创建操作

        单链表的创建方法有两种:头插法和尾插法。
        头插法是将新增结点插入第一个结点之前,示意图如下:

                                          
        尾插法是将新增结点插入最后一个结点之后,示意图如下:

                                                       

    //用头插法创建带头结点的单链表
    void LinkedListCreateHeadL(LinkedList L, ElemType a[n])
    
      L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
      if(L==NULL)
      
        printf("申请空间失败!");
        exit(0);
      
      L->next=NULL;

      for(i=0; i<n; i++)
      
        p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
        if(p==NULL)
        
          printf("申请空间失败!");
          exit(0);
        

        p->data=a[i];
        p->next=L->next;
        L->next=p;
      
    
    //用尾插法创建带头结点的单链表
    void LinkedListCreateTailL(LinkedList L, ElemType a[n])
    
      L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
      if(L==NULL)
      
        printf("申请空间失败!");
        exit(0);
      
      L->next=NULL;
      tail=L;         //设置尾指针,方便插入

      for(j=0; j<n; j++)
      
        p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));
        if(p==NULL)
        
          printf("申请空间失败!");
          exit(0);
        

        p->data=a[j];
        p->next=NULL;
        tail->next=p;
        tail=p;
      
    

      8.单链表的合并操作

      首先设置3个指针pa、pb、pc, pa和pb分别指向链表La与Lb的当前待比较插入结点,pc指向链表Lc的最后一个结点。当pa->data≤pb->data时,将pa所指的结点插入到pc后面,否则就将pb所指的结点插入到pc后面。最后,当有一个表合并完,将另一个表剩余的结点全插入到pc。

    //带头结点的单链表合并操作
    void LinkedListMergeLaLb(LinkedList La, LinkedList Lb, LinkedList Lc)
    
      pa=La->next;
      pb=Lb->next;
      Lc=La;          //借用表La的头结点作为表Lc的头结点
      pc=Lc;

      while((pa!=NULL)&&(pb!=NULL))
      
        if(pa->data<=pb->data)
        
          pc->next=pa;
          pc=pa;
          pa=pa->next;
        
        else
        
          pc->next=pb;
          pc=pb;
          pb=pb->next;
        
      
      if(pa!=NULL)
        pc=pa->next;
      else
        pc=pb->next;

      free(pb);    //将Lb的表头结点释放
    

 附录:

       程序实例:尾插法创建单链表

       首先在VS2010中新建Win32 控制台应用程序的项目LinkedList,结果如下:

                                               

       LinkedList.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

// LinkedList.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

    #include "stdafx.h"

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    typedef struct node
    
      int data;
      struct node *next;
    *LinkedList;

    LinkedList LinkedListCreateTailL(int a[8])
    
      LinkedList p, L, tail;
      int i=0;
      L=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));
      tail=L;

      for(i=0; i<8; i++)
      
        p=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));
        p->data=a[i];
        tail->next=p;
        tail=p;
      
      tail->next=NULL;
      return L;
    

    void LinkedListPrint(LinkedList L)
    
      LinkedList p;
      p=L->next;
      while(p!=NULL)
      
        printf("%d ",p->data);
        p=p->next;
      
    

    void main()
    
      int a[8], i;
      LinkedList L;
      printf("请输入8个列表元素,以回车结束:\\n");
	  for(i=0; i<8; i++)
      
        scanf("%d", &a[i]);
      

      L=LinkedListCreateTailL(a);
      LinkedListPrint(L);
    
        Ctrl+F5执行以上cpp文件,程序运行截图:

                                           

以上是关于单链表的创建算法的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

单链表逆转问题

第二章学习小结

算法&数据结构

算法&数据结构

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