C语言一篇精通链表的各种操作

前言

关于线性表的一些相关介绍,大家可以看看我们之前写的点我-链表

点我-顺序表,里面有一些相关的知识介绍,都是比较基础的,一些比较常见的操作里面也有具体的介绍与实现到,然后呢,今天我们学习的是链表,相比于之前的操作实现更加具有深度,对于一些比较简单的操作这里就不加说明了。而且涉及到之前未说到的一些知识,对此我们可以强化对其认识,这就是写这篇博客的目的。

编译工具:vs2019,小伙伴们可以一起跟着来敲敲代码。

开始之前:很有必要提醒大家注意二级指针的使用,为什么会用到二级指针,我的博客也有一些相关介绍,简单来说,传值参数并不改变实参,传址参数改变形参。

一、链表的介绍

1.什么是链表

简单来说,就是一条链子连接成的表,上面的链接也有比较正式规矩的介绍。

与顺序表相比,链表的最大特点就是不要求物理空间连续,插入不需要移动大量的数据

 怎么去联系各个结点呢?

从上图其实不难发现,搞个指针连接起来就行了。既要有数据域和指针域,注意一点:最后一个元素的指针域为NULL。上面的箭头实际并不存在,只是为了看起来比较直接,形象化起来。那要怎么去表示出来了?可以用结构体的自引用。

2.链表的分类

之前并没说到链表的类型有哪些,根据类型的不同,我们实际上可以对其进行分类,由于都是基于单链表实现操作,因此需要学好单链表,进行深化学习。

2.1.根据方向

单向/双向链表

C语言一篇精通链表的各种操作_第1张图片

2.2.头结点

带头结点/不带头结点

C语言一篇精通链表的各种操作_第2张图片

2.3.循环/非循环

C语言一篇精通链表的各种操作_第3张图片

 二、链表的实现

链表的实现当然离不开我们自己动手去敲代码了,这首先需要准备好我们的编译环境,vs2019,同时,每次写完一块模板,我们要去测试一下有没有bug,方便我们去找错误,进行调试,这样会大大减少我们的工作量。

1.结构体

链表我们该如何去表示呢?其实,通过上面的例子,我们大致已经知道,需要一个地方来存放数据,另一个地方存放下一个结点的地址。我们可以通过结构体来定义,具体代码如下:

#include 
typedef int SLTDataType;
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

2.开辟结点

后续操作会频繁动态开辟一个头结点,我们不妨把它封装成一个函数,便于后面方便使用。当然,你如果觉得自己每次都可以自己写的话,也不必写成一个函数。

//创建新结点
SLTNode* BuySListNode(SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

注意点:新结点的指针域置为空!

3.打印

先别急,我们先来试试水,先尝试自己动手写一下打印的函数。

这里为了比较更加形象起来,每次打印的时候都会用->来连接,同时,最后用NULL结尾

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

4.尾插

什么是尾插?根据字面意思,就是将新结点插入到到链表的尾部。

为了让大家更好理解,特地上网找了一张图片,一起来看看把

C语言一篇精通链表的各种操作_第4张图片

 每一次插入一个数都放在最后一个位置,同时,最后一个结点的指针域置为空,关键的就是,我们如何找到当前链表的尾结点呢?前面已经说了,最后一个结点的指针域为空,我们可以以此为突破点。注意:当链表为空时,你会怎么处理?想想。这里先不说了,直接看看我们的代码。

//尾插
void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else {
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

细心的你应该注意到了,这里我们使用的都是二级指针pphead

因为假设我们使用一级指针,直接传入头指针phead时,头指针本身就是一级指针的了,当我们需要更改该指针指向的地址时,改动只会在函数内部生效,main函数中的phead指针并没有被改变。要想改变的话,就需要二级指针来进行操作了

5.头插

有尾插自然就会有头插,相比较与尾插而言,头插显得更加简单了,直接把新的结点放在头结点前不就ok了?

//头插 
void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

6.测试

好了,到这里,我们已经有一些函数了,不急,我们先来测试测试效果如何

void TestSList1()
{
	SLTNode* plist = NULL;
	SListPushBack(&plist, 1);
	SListPushBack(&plist, 2);
	SListPushBack(&plist, 3);
	SListPushBack(&plist, 4);
	SListPushFront(&plist, 0);
	SListPrint(plist);
}
int main()
{
TestSList1();
}

运行结果如下:

 我们必须养成边写代码边测试的习惯,这有利于我们及时发现自己的错误,不易导致后面出现一大堆bug而自己却不知道错在哪。当然,除此之外,我们还可以通过调试的方法,快速准确发现自己的bug,这也是我们需要养成的。这些都是需要我们去关注的点。

好啦,下面我不会在像上面那么详细的说明了,我们直接来个头删尾删

7.头删/尾删

有头插尾插,自然有头删尾删,其实,不知道你们发现,不管是插还是删,关于头部的操作都是比较简单了,我们先来个开胃菜,头删:可不能直接删哦,我们要记录头结点的下一个位置,如何直接删了头结点的话,那就麻烦,会造成野指针的,自己好好捋捋。

//头删
void SListpopFront(SLTNode**pphead)
{
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

尾删:说起尾删,就要多注意点了,要看具体情况而言了,直接来看代码把

//尾删
void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
	//链表为空
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	//只有一个结点
	else if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	//有一个以上的结点
	else {
		SLTNode* prev = NULL;
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}
		free(tail);
		prev->next = NULL;
	}
}

尾删的关键点在于找到最后一个结点,最后一个结点的指针域为空。

1.链表为空时,不需要删,

2.链表只有一个结点,那它自己就是最后一个结点了,

3.多个结点就按常规处理就ok了,该说清楚的还是要说清楚的。 

8.查找

查找这个操作其实是比较简单的,在这里说是为了后面的使用,想要找到摸个元素,直接去调用函数即可,不用自己一次次去遍历。

SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDataType x)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

9.在pos的前面插入x

除了基本的头尾增加,我们还可能还需要在某一个特定节点前后进行插入,这就需要我们玩转起来了,变得更加灵活。

两个核心点:

1.pos 的位置

2.插入的操作(这里可能有的同学会有一些疑惑,其实只要知道一点,插入的位置是已经知道的了)

//在pos的前面插入x
void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x)
{
	if (pos == *pphead) {
		SListPushFront(pphead,x);
	}
	else {
		SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}

10.删除pos位置的值

关键的一点,如何找到pos,找到之后链表跳过它,然后删除即可。

//删除pos位置的值
void SListErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos)
{
	if (pos == *pphead)
	{
		SListpopFront(pphead);
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = *pphead;
		while (prev->next != pos)
		{
			prev = prev->next;
		}
		prev->next = pos->next;
		free(pos);
	}
}

三、主函数Test

这个没啥好说的,自己可以去试试

C语言一篇精通链表的各种操作_第5张图片

这只是单纯的试试函数能不能调用起来,自己可以动气手来试一试

结束语

好啦,这次想说的主要都讲完了,其实学数据结构除了实现之外,我们还需要及时去刷一些OJ题,提高我们的能力,使自己的知识融会贯通起来

到此这篇关于C语言一篇精通链表的各种操作的文章就介绍到这了,更多相关C语言链表内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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