数据结构---链表

2024-05-24 00:42
链表, windows, 数据结构
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1、链表分类

对于链表可以分为几种，不同的分类对应不同的应用场景，其中，双向循环链表和单向链表最常用。

1.1链表按照有头无头分类

也就是说有无哨兵位，哨兵位，是一个开辟的空间，但是不放置数据，只是一个空白空间。

1.2链表按照循环不循环分类

尾部指针指向头部形成循环。

1.3链表按照单向双向分类

2、链表应用

链表应用最多的无非两种：单向无头不循环链表、双向带头循环链表

2..1单向无头不循环链表

2.1.1形式

2.1.2头文件

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDateType data;
	struct SListNode* next;
}SListNode;
// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);
// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist);
// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);
// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);
// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);
// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);
// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos);
void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x);
 删除pos位置
void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos);
void SLTDestroy(SListNode** pphead);

1、链表的结构体包含的成员，一是数据，二是下一个结构体的地址

2、这其中用的二级指针，为什么用二级指针，当在调用函数时，传的是指向链表地址的指针的地址，这句话可能有点绕，此时如果进行传地址调用就需要二级指针进行使用。

2.1.4动态申请节点

SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

创建一个新节点，newnode，并且开辟一个大小为链表结构体的空间，并且强制类型转换SListNode*类型，

此处的if，是用来判断空间是否开启成功，如果申请失败则返回失败，之后结束进程。

newnode内的data为x；

newnode的指针指向NULL；

2.1.5链表的打印

void SListPrint(SListNode* plist)
{
	SListNode* cur = plist;
	while (cur != NULL)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL");
}

2.1.6链表的尾插

void SListPushBack(SListNode** pphead, SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode= BuySListNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;

	}
	else
	{
		SListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next!=NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

用newnode接收开辟好的空间，先检测*pphead所指向的地址是不是为空，如果为空，则证明尾插的是头结点，就让其等于newnode这个开辟的空间。

如果不为空，则需要在最后一个节点后插入一个新节点；这个while循环就是让tail找到最后一个节点。

此处为什么不是tail!=NULL，因为当tail为NULL是，tail由于循环的执行等于一个NULL，但是尾插需要对tail进行调用。

2.1.7链表的头插

void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

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2.1.8头部删除

void SListPopFront(SListNode** pphaed)
{
	assert(*pphaed);
	SListNode* cur = *pphaed;
	if (*pphaed != NULL)
	{
		*pphaed = cur->next;
		free(cur);
	}
	cur = NULL;
}

主要逻辑，将*pphead移动到下一个，cur又是在上一个，并且把此处空间释放掉，cur指针指向的空间被释放，会出现野指针，所以置零。

2.1.9尾部删除

void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
	assert(*pphead);
	SListNode* cur = *pphead;
	SListNode* tail = NULL;
	if (cur->next == NULL)
	{
		free(cur);
		cur = NULL;
	}
	while (cur->next!= NULL)
	{
		tail = cur;
		cur = cur->next;
	}
	if (cur->next == NULL)
	{
		tail->next = NULL;
		free(cur);
		cur = NULL;
	}
}

分为两种情况，第一，如果删除的是第一个节点，就直接把头部指向的空间删除，之后将指针置为空；第二，如果删除的不是第一个节点，就执行下方循环，当循环结束后，cur指向了最后一个节点，而tail指向的是最后一个节点的前一个。

再执行下面的if，tail内部的指针置为空，将最后一个节点释放，指针再置空。

2.1.10寻找节点

SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLTDateType x)
{
	SListNode* cur = phead;
	while (cur->data!=x)
	{
		cur = cur->next;
	}
	if (cur->data == x)
	{
		return cur;
	}
}

此时的phead是一级指针，那处理方法就会变得不同；

SLNode* pos = SLTFind(plist, 3);

将找到的节点返回给新建的链表；

2.2单向无头不循环的更多应用

2.2.1单链表在pos位置之后插入x

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SLTDateType* po = pos->next;
	SListNode* ph = BuySListNode(x);
	ph->next = po;
	pos->next = ph;
}

2.2.2单链表删除pos位置之后的值

void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	SListNode* pl = pos->next;
	pos->next = pl->next;
	pl->next = NULL;
	free(pl);

}

void SLTInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	SListNode* ph = *pphead;
	SListNode* px = BuySListNode(x);
	while (ph->next != pos)
	{
		ph = ph->next;
	}
		ph->next = px;
		px->next = pos;
}

2.3删除pos位置

void SLTErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
	SListNode* ph = *pphead;
	SListNode* pl = pos;
	while (ph->next != pos)
	{
		ph = ph->next;
	}
	ph->next = pl->next;
	pl->next = NULL;
	free(pl);
}

void SLTDestroy(SListNode** pphead)
{
	SListNode* ph = *pphead;
	ph->next = NULL;
	free(ph);
}