❤ C语言--链表----数据结构 ❤

Posted 2021-10-26 不倒翁*

文章目录

• 1.链表的概念
• 2.链表的实现
• • 2.1链表的结构
  • 2.2链表的初始化
  • 2.3插入节点
  • 2.4删除节点
  • • 2.4.1通过位置来进行删除
    • 2.4.2通过数据来删除节点
  • 2.5打印链表
  • 2.6清空链表
  • • 2.6.1不清空头结点
    • 2.6.2清空头结点

1.链表的概念

链表是一种基础的数据结构，链表可以动态的进行存储分配，也就是说，链表是一个功能极为强大的数组，他可以在节点中定义多种数据类型，还可以根据需要随意增添，删除，插入节点。我们每次只分配出一个节点的内存。链表使用指针将各个节点组合到一起，这样就形成了一个连一个的链式的结构，这就是链表这个名称的由来。
下面具体介绍链表的增添，删除，插入节点是怎么实现的。

2.链表的实现

2.1链表的结构

首先我们来看看链表的具体结构，他是由一个一个的节点链接起来的，，每个节点都包括两部分，一部分数据域，存放我们序要的数据内容，一部分为指针域，用来连接下一个节点。最后一个节点的指针域指向空。如下图所示。

2.2链表的初始化

要创建一个新的链表，首先我们的定义一个链表的结构体，结构体中就是包含数据部分和指针部分，数据我们可以定义为void* 类型，这样我们就可以接收任意类型的数据了。

typedef struct ListNode
{
	void* date;  //数据域
	struct ListNode* next; //指针域，指向下一个节点
}ListNode;

定义完链表的结构体之后，我们还要初始化出一个链表的头结点，也就是上图中的phead，方便我们进行增删改查的操作。下面通过两个函数来完成这操作。首先我们要写一个创建新节点的函数，然后在创建一个头结点。

//创建新节点
ListNode* BuyNode(void* newdate)
{
	//为新节点开辟空间
	ListNode* newNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	//给新节点赋值
	newNode->date = newdate;
	newNode->next = NULL;
	return newNode;
}
//初始化链表。创建头结点
ListNode* InitList()
{
	void* date = NULL;
	ListNode* phead = BuyNode(date);
	phead->date = NULL;
	phead->next = NULL;

	return phead;
}

2.3插入节点

链表的插入，一般分为头插和尾插，还有任意位置的插入，这里我就写一个任意位置的插入。在一个pos位置插入一个节点，我们先得找到该位置的前一个节点posPrve，新节点newNode->next指向pos位置，然后使得posPrve->next指向新节点newNode。如下图所示

下面看具体代码

//在进行插入操作中，我们要用到链表的长度，所以先写个函数求去链表的长度。
//这个比较简单遍历一遍链表就可以了
int lenthOfList(ListNode* phead)
{
	int count = 0;
	while (phead)
	{
		phead = phead->next;
		count++;
	}
	return count;
}

void InsertList(ListNode* phead, int pos, void* date)
{
	assert(phead);
	//判断pos位置的有效性
	if (pos < 0)
	{
		return;
	}
	if (date == NULL)
	{
		return;
	}
	//创建新的数据节点
	ListNode* newNode = BuyNode(date);
	//得到链表长度
	int lenth =  lenthOfList(phead);
	//如果pos位置大于链表长度就进行尾插，这个由自己决定
	if (pos > lenth) 
	{
		ListNode* last = phead;
		//遍历到链表的尾
		while (last->next)
		{
			last = last->next;
		}
		//尾插
		last->next = newNode;
		newNode->next = NULL;
	 	return;
	}
	
	ListNode* cur = phead;
	//遍历到pos位置的前一个位置
	for (int i = 1; i < pos; i++)
	{
		cur = cur->next;
	}
	                                                                                                                                               
	newNode->next = cur->next;
	cur->next = newNode;
}

2.4删除节点

删除节点这里提供两种方法来进行删除操作，一种是通过给定位置进行删除，一种是通过数据内容来删除。

2.4.1通过位置来进行删除

首先我们要找到pos位置的节点，并要记录pos位置的前一个节点，及该节点为posPrve,然后使得posPre->next指向pos->next就行了。

void removeByPosList(ListNode* phead, int pos)
{
	assert(phead);
	//得到链表的长度
	int lenth = lenthOfList(phead);
	//判断位置有效性
	if (pos<0 || pos>lenth)
	{
		return;
	}
	ListNode* posPrve= phead;
	//遍历到链表的前一个节点
	for (int i = 1; i < pos; i++)
	{
		posPrve= posPrve->next;
	}
	//得到要删除的节点
	ListNode* posNode = posPrve->next;
	//进行删除操作
	posPrve->next = posNode ->next;
	//释放掉删除位置的空间
	free(posNode);
	posNode == NULL;
}

2.4.2通过数据来删除节点

通过数据来删除节点，首先我们要先找出链表中与我们要删除节点数据相同的节点，然后再来进行删除操作。
那么我们要怎么才能找到那个数据相同的节点呢？因为我们链表的结构体中，存放的数据是void* 型的数据，所以我们可以用一个函数指针来用作回调函数来进行判断。在下面我会介绍函数指针怎么用

void removeByDateList(ListNode* phead, void* date, bool(*myCompar)(void*,void*))
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead;
	while (cur)
	{	
	//记录当前节点的前一个节点
		ListNode* curPrve = cur;
		cur = cur->next;
		//判断数据是否相同，相同就进行删除操作
		if (myCompar(cur->date,date))
		{
			curPrve->next = cur->next;
			free(cur);
			cur = NULL;
			break;
		}
	}
}

可能有人对回调函数不知道怎么写，那么我下面列举一种自定数据类型，来进行举例

//定义一个自定义数据类型，假如链表中存放着该数据类型
//然后可以将该函数用作回调函数，对链表数据进行判断
struct Person
{
	char name[64];
	int age;
};
//写一个函数来判断数据是否相同，相同返回真，否则返回假
bool myCompar(void* date1, void* date2)
{
	struct Person* p1 = date1;
	struct Person* p2 = date2;
	if ((strcmp(p1->name, p2->name) == 0) && (p1->age == p2->age))
	{
		return true;
	}
	return false;
}

2.5打印链表

因为，这里我们是定义的void* 型的数据，所以链表里的数据不能直接打印出来，也只能通过回调函数来进行打印。看到这里，有人也许会问为什么要用 void * 类型的数据，用 void * 类型的数据，遍历和查找都要提供回调函数，不是更麻烦了吗。其实不然，用 void * 类型的数据可以接收任意类型的数据，这样的话，等我们下一次要换数据类型的时候，就不用了频繁的更改代码，这样也就更方便了

//打印信息，用作遍历数组的回调函数
void myPrint(void* date)
{
	struct Person* p = date;
	printf("姓名:%s  年龄: %d\\n", p->name, p->age);
}

void foreachList(ListNode* phead, void(*myforeach)(void*))
{
	assert(phead);
	ListNode* first = phead->next;
	while (first)
	{
		myforeach(first->date);
		first = first->next;
	}
}

2.6清空链表

清空链表就比较简单了，就是将链表中的所有节点都删除就好了。
清空链表也分为两种，一种是不清楚头结点，一种是全部清除。

2.6.1不清空头结点

void clearList(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	ListNode* cur = phead->next;
	while (cur)
	{
		ListNode* curNext = cur->next;
		free(cur);
		cur = curNext;
	}
	phead->next = NULL;
}

2.6.2清空头结点

void destorList(ListNode* phead)
{
	assert(phead);
	clearList(phead);//调用上面写好的函数
	free(phead);
	phead = NULL;
}