链表的结构

Posted 2021-09-01 aaaaaaaWoLan

文章目录

• 1.1 链表的概念及结构
• • 1.2 链表的分类
• 1.3 链表的实现
• 1.4 双向链表的实现

1.1 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链接次序实现的

1. 链表结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定是连续的
2. 现实中的结点一般都是从堆上申请出来的
3. 从堆上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续

假设在32位系统上，节点中 值位int类型，则一个节点的大小为8个字节，则也有可能有下述链表：

1.2 链表的分类

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

1. 单向或者双向

2. 带头或者不带头

3. 循环或者非循环

   

虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常用还是两种结构 ：

无头单向非循环链表

带头双向循环链表

1. 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构
2. 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了，后面我们代码实现了就知道了。

1.3 链表的实现

sList.h:

typedef int SLT;

typedef struct SListNode {
	SLT data;
	struct SListNode* next;
}s;


//打印链表
void SListPrint(s* plist);

// 动态申请一个节点
s* BuySListNode(SLT x);

//单链表尾插
void SListPushBack(s** pplist, SLT x);

//单链表头插
void SListPushFront(s** pplist, SLT x);

//单链表尾删
void SListPopBack(s** pplist);

//单链表头删
void SListPopFront(s** pplist);

sList.c:

//创建新节点
s* BuySListNode(SLT x)
{
	s* NewNode = (s*)malloc(sizeof(s));
	NewNode->data = x;
	NewNode->next = NULL;
	return NewNode;
}

//打印链表
void SListPrint(s *plist)
{
	assert(plist);

	s* tail = plist;

	while (tail != NULL)
	{
		printf("%d ", tail->data);
		tail = tail->next;
	}
	printf("\\n");
	
}

//尾插
void SListPushBack(s** pplist, SLT x)
{
	s *new = BuySListNode(x);

	if (*pplist == NULL)
	{
		*pplist = new;
	}
	else
	{
		s* tail = *pplist;

		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}

		tail->next = new;
	}
}

//头插
void SListPushFront(s** pplist, SLT x)
{
	s *NewNode = BuySListNode(x);
	NewNode->next = *pplist;
	*pplist = NewNode;

}

//尾删
void SListPopBack(s** pplist)
{
	assert(*pplist);

	if ((*pplist)->next == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	else
	{
		s* tail = *pplist;
		s* prev = NULL;

		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tail = NULL;
		prev->next = NULL;
	}
}

//头删
void SListPopFront(s** pplist)
{
	assert(*pplist);
	s* tmp = *pplist;
	*pplist = (*pplist)->next;
	free(tmp);
	tmp = NULL;

1.4 双向链表的实现

List.h:

typedef int tp;

typedef struct Listnode {
	struct Listnode* prev;
	struct Listnode* next;
	tp data;

}List;
//创建新节点
List* BuyListNode(tp x);
// 创建返回链表的头结点.
List* ListInit(void);
// 双向链表打印
void ListPrint(List* phead);
// 双向链表尾插
void ListPushBack(List* phead, tp x);
// 双向链表尾删
void ListPopBack(List* phead);
// 双向链表头插
void ListPushFront(List* phead, tp x);
// 双向链表头删
void ListPopFront(List* phead);
// 双向链表查找
List* ListSearch(List* phead, tp x);
// 双向链表在pos的前面进行插入
List* ListInsert(List*phead, tp y, tp x);
// 双向链表删除pos位置的节点

List.c：

对于带头双向循环链表，中间插入适用于头插与尾插，中间删除适用于头删与尾删

看代码即可知道

//创建新节点
List* BuyListNode(tp x)
{
	List* newnode = (List*)malloc(sizeof(List));
	newnode->data = x;
	return newnode;

}


//初始化链表
List* ListInit(void)
{
	List* phead = BuyListNode(0);
	phead->next = phead;
	phead->prev = phead;
}

//尾插
void ListPushBack(List* phead, tp x)
{
	assert(phead != NULL);
	List* newnode = BuyListNode(x);

	List* tail = phead->prev;//原来的尾节点
	tail->next = newnode;//尾节点指向新的节点

	//新节点链接原来的尾节点和头节点
	newnode->prev = tail;
	newnode->next = phead;

	//头节点链接新节点
	phead->prev = newnode;
}

//打印链表
void ListPrint(List* phead)
{
	assert(phead != NULL);
	assert(phead->next != phead);

	List* cur = phead->next;

	while (cur != phead)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("\\n");

}

//头插
void ListPushFront(List* phead, tp x)
{
	assert(phead != NULL);

	List* newnode = BuyListNode(x);
	List* first = phead->next;//原来的首节点

	phead->next = newnode;
	newnode->prev = phead;
	newnode->next = first;
	first->prev = newnode;

}

//尾删
void ListPopBack(List* phead)
{
	assert(phead != NULL);
	assert(phead->next != phead);


	ListErase(phead,phead->prev->data);
}

//头删
void ListPopFront(List* phead)
{
	assert(phead != NULL);
	assert(phead->next != phead);

	ListErase(phead, phead->next->data);
}

//暂时只考虑找到的情况
List* ListSearch(List* phead, tp x)
{
	assert(phead != NULL);
	assert(phead->next != phead);

	List* cur = phead->next;
	List* pos = NULL;

	while (cur != phead)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			pos = cur;
			return pos;
		}
		cur = cur->next;
	}
}


//插在pos之前
List* ListInsert(List*phead, tp y, tp x)
{
	List* pos = ListSearch(phead, y);
	List* newnode = BuyListNode(x);
	List* posfront = pos->prev;

	posfront->next = newnode;
	newnode->prev = posfront;
	newnode->next = pos;
	pos->prev = newnode;
}

//删除pos位置的结点
void ListErase(List* phead, tp y)
{
	assert(phead != NULL);

	List* pos = ListSearch(phead, y);
	(pos->prev)->next = (pos->next);
	(pos->next)->prev = pos->prev;
	free(pos);
}

关于链表的一些题目，可以关注作者的下一篇博客一些链表OJ题
光讲概念毕竟是枯燥的，做更多的题目我们才能加深对链表的理解