数据结构入门——单链表-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了数据结构入门——单链表。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言

链表的定义

链表的创建

头插法创建链表

尾插法创建链表

链表的删除

在头部删除元素

在尾部删除元素

查找固定元素

在链表中插入元素

在pos位置前插入

在pos位置后插入

删除链表结点

删除pos位置的结点

删除pos后的结点

链表的销毁

写在最后

前言

前面我们学习了顺序表，顺序表访问元素直接用下标就可以，支持随机访问，随即访问固然强大，但是也会有不足之处，顺序表的插入删除元素需要移动大量的元素，倒是操作很不方便，浪费大量的时间。

接下来我们学习的链表就很好的解决了这个问题，链表中的每一个元素都有对应的地址，通过“链"建立元素之间的逻辑关系。

链表的定义

链表的节点包含存储的元素，以及指向下一个结点的指针，当然链表的元素可以是任意元素，下面仅用int类型进行介绍。

typedef struct ListNode
{
	int data;
	struct ListNode* next;
}ListNode;

链表的创建

头插法创建链表

头插法创建链表就是每次插入的元素都是在链表的头部进行，利用BuyNewNode(int x)函数申请一个新的结点。

在插入元素时，当时第一个元素时需*pphead = newNode，后面再有元素插入链表时只需更新新结点的next指针和更新*pphead即可。

ListNode* BuyNewNode(int x)
{
	ListNode* newNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
	if (newNode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		return NULL;
	}
	newNode->data = x;
	newNode->next = NULL;
	return newNode;
}

void LSPushFront(ListNode** pphead,int x)
{
	assert(pphead);
	ListNode* newnode = BuyNewNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		newnode->next = *pphead;
		*pphead = newnode;
	}
}

尾插法创建链表

尾插法创建链表，故名起义，就是每次插入的元素都是在链表的尾部，和头插法相同的是如果插入的是第一个元素的话就将*pphead的值置为新的结点。

插入其他元素时，因为是尾插法创建链表，所以需要找到链表的最后一个结点，然后将最后一个结点的tail->next指针指向申请的新结点。

void LSPushBack(ListNode** pphead, int x)
{
	assert(pphead);
	ListNode* newNode = BuyNewNode(x);
	if ((*pphead) == NULL)
	{
		*pphead = newNode;
	}
	else
	{
		ListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newNode;
	}
}

链表的删除

在头部删除元素

在链表的头部删除元素，就是每次从删除链表的头部结点。

删除时需要分类讨论，如果链表只有一个元素的话就直接free()掉*pphead即可，如果链表的元素个数大于一个时，我们需要记录链表的头结点，然后再更新头结点，最后free()掉头结点。

void LSPopFront(ListNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		ListNode* pnext = *pphead;
		*pphead = (*pphead)->next;
		free(pnext);
		pnext = NULL;
	}
}

在尾部删除元素

与头部删除结点一样，如果是只有一个元素就free()掉*pphead即可。

如果不是只有一个元素的话，我们要分别找到链表的最后一个结点tail以及最后一个结点的前驱结点prev，最后free()掉tail，并将prev->next置为NULL。

void LSPopBack(ListNode** pphead)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		ListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		ListNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != tail)
		{
			prev = prev->next;
		}
		free(tail);
		tail = NULL;
		prev->next = NULL;
	}
}

查找固定元素

遍历链表，找到值为x的结点，找到的话返回相应结点信息，查找失败则返回NULL。

ListNode* LSFind(ListNode* phead, int x)
{
	assert(phead);
	ListNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		if (pcur->data == x)
			return pcur;
		else
			pcur = pcur->next;
	}
	return NULL;
}

在链表中插入元素

在链表中插入元素，分为前插和后插。

在pos位置前插入

在进行插入操作时，要检查pos位置，若是pos和*pphead相等就是前插，直接调用即可。

若不是，则需找到pos位置的前一个结点prev，再申请结点，最后更改指针即可。

void LSInsertFront(ListNode** pphead, ListNode* pos, int x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	if (*pphead == pos)
	{
		LSPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		//ListNode* tail = *pphead;
		//ListNode* prev = NULL;
		//while (tail != pos)
		//{
		//	prev = tail;
		//	tail = tail->next;
		//}
		//ListNode* newnode = BuyNewNode(x);
		//newnode->next = tail;
		//prev->next = newnode;

		ListNode* prev = *pphead;
		while (prev)
		{
			if (prev->next == pos)
			{
				break;
			}
			else
			{
				prev = prev->next;
			}
		}
		ListNode* newNode = BuyNewNode(x);
		prev->next = newNode;
		newNode->next = pos;
	}
}

在pos位置后插入

与前插操作相比，后插操作要简单很多，申请新节点后吗，修改pos指针和新节点指针即可。

void LSInsertBack(ListNode** pphead, ListNode* pos, int x)
{
	assert(pphead);
	assert(pos);
	ListNode* newNode = BuyNewNode(x);
	newNode->next = pos->next;
	pos->next = newNode;
}

删除链表结点

删除pos位置的结点

删除操作开始时先检查删除位置是不是头结点或者尾结点，如果是的话直接调用头插尾插操作即可完成。

因为是删除pos位置的结点，所以我们得找到pos位置的前一个结点prev，然后修改相应指针并释放pos。

void LSErase(ListNode** pphead, ListNode* pos)
{
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);
	if (pos == *pphead)
	{
		//头删
		LSPopFront(pphead);
	}
	else if (pos->next == NULL)
	{
		LSPopBack(pphead);
	}
	else 
	{
		//ListNode* tail = *pphead;
		//ListNode* prev = NULL;
		//while (tail != pos)
		//{
		//	prev = tail;
		//	tail = tail->next;
		//}
		//prev->next = tail->next;
		//free(tail);
		//tail = NULL;

		ListNode* prev = *pphead;
		while (prev)
		{
			if (prev->next == pos)
			{
				break;
			}
			else
			{
				prev = prev->next;
			}
		}
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
		pos = NULL;
	}
}

删除pos后的结点

与删除pos位置的结点相比，删除pos后的结点就要简单很多，但是要在删除前检查pos->next不为空，然后记录pos->next指向的结点，然后更新pos->next并且释放要删除的结点。

void LSEraseAfter( ListNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);
	ListNode* del = pos->next;
	pos->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

链表的销毁

链表的销毁只能一个一个结点的进行销毁。利用循环迭代可完成。

void LSDestory(ListNode** pphead)
{
	//链表的销毁只能一个节点一个节点的进行销毁
	assert(pphead);
	ListNode* pcur = *pphead;
	ListNode* next = NULL;
	while (pcur)
	{
		next = pcur -> next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	free(*pphead);
	free(next);
}