单链表C语言版
文章目录
- 0.前言
- 1.链表的概念及结构
- 2.链表的分类
- 3单链表的实现
-
- 3.1 Slist.h
- 3.2 Slist.c
-
- 3.2.1 打印链表
- 3.2.2 动态开辟一个节点
- 3.2.3 尾插
- 3.2.4 头插
- 3.2.5 尾删
- 3.2.7 头删
- 3.2.8 单链表查找
- 3.2.8 单链表插入数据(在pos之前还是之后？）
- 3.2.9 单链表删除pos的数据（pos之前还是之后）
- 3.2.10 删除单链表
- 3.2.11 SList.c完整代码
- 3.3 Test.c
- 4运行结果
0.前言
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 。
现实数据结构中
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：
- 单向或者双向
- 带头或者不带头
- 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：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，如哈希桶、图的邻接表等等。
- 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。
3单链表的实现
我们还是采用分文件的方式实现。
3.1 Slist.h
#pragma once
#include 3.2 Slist.c
3.2.1 打印链表
void SListPrint(SListNode* phead)
{
SListNode* cur = phead;
while(cur != NULL)
{
printf("%d->",cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
3.2.2 动态开辟一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SLTDataType));
if(newnode == NULL)
{
printf("malloc faile\n");
exit(-1);
}
else
{
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
}
}
3.2.3 尾插
链表为空：
链表不为空：
void SListPushBack(SListNode* phead, SLTDateType x)
{
SLitNode* newnode = BuySListNode(x);
if(phead == NULL)
{
phead = newnode;
}
else
{
SListNode* tail = phead;
while(tail->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
tail->next = newnode;
}
大家看这种写法有没有问题？
调试发现slist根本没有插入数据，这是为什么？
正确的写法：
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;
}
}
3.2.4 头插
void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDataType x)
{
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
3.2.5 尾删
多个节点：
一个节点：
空链表：直接return;
void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
// 也可以暴力检查为空的情况
//assert(*pphead != NULL);
// 1、空
// 2、一个节点
// 3、多个节点
if (*pphead == NULL) // 温柔检查
{
return;
}
else if ((*pphead)->next == NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
SListNode* prev = NULL;
SListNode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
prev = tail;
tail = tail->next;
}
free(tail);
tail = NULL;
prev->next = NULL;
}
}
3.2.7 头删
void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
// 1、空
// 2、非空
if (*pphead == NULL)
{
return;
}
else
{
SListNode* next = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = next;
}
}
非空：
空链表直接return;
3.2.8 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLTDataType x)
{
SListNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
3.2.8 单链表插入数据(在pos之前还是之后？）
如果在pos之前插入，又要考虑pos是不是第一个节点的情况，很是复杂。
pos之前：
void SListInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
// 1、pos是第一个节点
// 2、pos不是第一个节点
if (pos == *pphead)
{
SListPushFront(pphead, x);
}
else
{
SListNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
prev->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
如果是在pos之后插入，就显得简洁多了。
pos之后：
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x)
{
assert(pos);
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
3.2.9 单链表删除pos的数据（pos之前还是之后）
同理：
pos是第一个节点就调用头删
pos之前：
// 删除pos 位置
void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
assert(pphead);
assert(pos);
if (*pphead == pos)
{
SListPopFront(pphead);
}
else
{
SListNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
}
pos之后：
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
assert(pos);
SListNode* next = pos->next;
if (next)
{
pos->next = next->next;
free(next);
next = NULL;
}
}
3.2.10 删除单链表
void SListDestroy(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
SListNode* cur = *pphead;
while (cur)
{
SListNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
*pphead = NULL;
}
3.2.11 SList.c完整代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SList.h"
void SListPrint(SListNode* phead)
{
SListNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
else
{
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
}
return newnode;
}
void SListPushBack(SListNode** pphead, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
}
else
{
// 找尾
SListNode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
tail->next = newnode;
// 错误写法，这里没有链接起来
/*SListNode* tail = *pphead;
while (tail != NULL)
{
tail = tail->next;
}
tail = newnode;*/
}
}
void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
// 也可以暴力检查为空的情况
//assert(*pphead != NULL);
// 1、空
// 2、一个节点
// 3、多个节点
if (*pphead == NULL) // 温柔检查
{
return;
}
else if ((*pphead)->next == NULL)
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
/*SListNode* prev = NULL;
SListNode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
prev = tail;
tail = tail->next;
}
free(tail);
tail = NULL;
prev->next = NULL;*/
SListNode* tail = *pphead;
while (tail->next->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
free(tail->next);
tail->next = NULL;
}
}
void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
// 1、空
// 2、非空
if (*pphead == NULL)
{
return;
}
else
{
SListNode* next = (*pphead)->next;
free(*pphead);
*pphead = next;
}
}
SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLTDateType x)
{
SListNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL;
}
// 在pos位置之前插入
void SListInsert(SListNode** pphead, SListNode* pos, SLTDateType x)
{
assert(pphead);
assert(pos);
// 1、pos是第一个节点
// 2、pos不是第一个节点
if (pos == *pphead)
{
SListPushFront(pphead, x);
}
else
{
SListNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
prev->next = newnode;
newnode->next = pos;
}
}
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
assert(pos);
//SListNode* next = pos->next;
//SListNode* newnode = BuySListNode(x);
//pos->next = newnode;
//newnode->next = next;
SListNode* newnode = BuySListNode(x);
newnode->next = pos->next;
pos->next = newnode;
}
// 删除pos 位置
void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos)
{
assert(pphead);
assert(pos);
if (*pphead == pos)
{
SListPopFront(pphead);
}
else
{
SListNode* prev = *pphead;
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next;
free(pos);
pos = NULL;
}
}
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
assert(pos);
SListNode* next = pos->next;
if (next)
{
pos->next = next->next;
free(next);
next = NULL;
}
}
void SListDestroy(SListNode** pphead)
{
assert(pphead);
SListNode* cur = *pphead;
while (cur)
{
SListNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
*pphead = NULL;
}
3.3 Test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "SList.h"
void TestSList1()
{
/*SListNode* slist = NULL;
SListNode* n1 = malloc(sizeof(SListNode));
SListNode* n2 = malloc(sizeof(SListNode));
SListNode* n3 = malloc(sizeof(SListNode));
n1->data = 1;
n2->data = 2;
n3->data = 3;
n1->next = n3;
n3->next = n2;
n2->next = NULL;
slist = n1;*/
SListNode* slist = NULL;
SListNode* n1 = malloc(sizeof(SListNode));
SListNode* n2 = malloc(sizeof(SListNode));
SListNode* n3 = malloc(sizeof(SListNode));
n1->data = 1;
n2->data = 2;
n3->data = 3;
n1->next = n2;
n2->next = n3;
n3->next = NULL;
slist = n1;
SListPrint(slist);
}
void SwapInt(int* p1, int* p2)
{
int tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
}
void SwapPInt(int** pp1, int** pp2)
{
int* tmp = *pp1;
*pp1 = *pp2;
*pp2 = tmp;
}
void TestSList2()
{
SListNode* slist = NULL; //空链表
//SListPushBack(slist, 1);
//SListPushBack(slist, 2);
//SListPushBack(slist, 3);
//SListPushBack(slist, 4);
for (int i = 0; i < 4; ++i)
{
SListPushBack(&slist, i);
}
SListPrint(slist);
// 函数中想改变实参int变量，要传int*
int a = 0, b = 1;
SwapInt(&a, &b);
// 函数中想改变实参int*变量，要传int**
int* pa = &a, * pb = &b;
//SwapInt(pa, pb);
SwapPInt(&pa, &pb);
}
void TestSList3()
{
SListNode* slist = NULL; //空链表
SListPushBack(&slist, 1);
SListPushBack(&slist, 2);
SListPushBack(&slist, 3);
SListPushBack(&slist, 4);
SListPopBack(&slist);
SListPopBack(&slist);
SListPopBack(&slist);
SListPopBack(&slist);
SListPopBack(&slist);
SListPrint(slist);
}
void TestSList4()
{
SListNode* slist = NULL; //空链表
SListPushBack(&slist, 1);
SListPushBack(&slist, 2);
SListPushBack(&slist, 3);
SListPushBack(&slist, 4);
SListPopFront(&slist);
SListNode* pos = SListFind(slist, 3);
if (pos)
{
printf("找到了:%p\n", pos);
// 修改
pos->data *= 10;
}
SListPrint(slist);
}
void TestSList5()
{
SListNode* slist = NULL; //空链表
SListPushBack(&slist, 1);
SListPushBack(&slist, 2);
SListPushBack(&slist, 3);
SListPushBack(&slist, 4);
SListPrint(slist);
SListNode* pos = SListFind(slist, 3);
if (pos)
{
SListInsert(&slist, pos, 30);
}
SListPrint(slist);
pos = SListFind(slist, 1);
if (pos)
{
SListInsert(&slist, pos, 30);
}
SListPrint(slist);
}
void TestSList6()
{
SListNode* slist = NULL; //空链表
SListPushBack(&slist, 1);
SListPushBack(&slist, 2);
SListPushBack(&slist, 3);
SListPushBack(&slist, 4);
SListPushBack(&slist, 5);
SListPrint(slist);
SListNode* pos = SListFind(slist, 3);
if (pos)
{
SListErase(&slist, pos);
}
SListPrint(slist);
pos = SListFind(slist, 1);
if (pos)
{
SListErase(&slist, pos);
}
SListPrint(slist);
}
int main()
{
TestSList6();
return 0;
}
4运行结果
