数据结构——单链表代码总结
1.单链表结点的定义
typedef struct LNode {
int data;//结点的数据域
struct LNode* next;//结点的指针域，指向下一个结点
}LNode,*LinkList;//LinkList为指向结构体LNode的指针类型结点有两个区域，一个数据域一个结点域。结点域next的数据类型是指向结点的指针（struct LNode*）
定义结点的替代名有两个——LNode和*LinkList。这也代表了LinkList是LNode的指针类型。现规定：虽然*LNode==LinkList，但是在声明结点指针时 用*LNode，声明链表时用LinkList。
至于什么时候用new分配空间，主要看的是要用什么功能，比如声明一个结点指针，如果只是起到指向作用，那就不用new。而如果想要一个结点，则需要用new给LNode*类型分配内存空间（p = new LNode）
注：指针声明有两种方法：
写法一： int *p;
写法二： int* p;
两种写法均可正常编译。
写法一：主要是方便一行语句中声明多个变量使用，
如： int *a, *b, c; （a, b是指向int的指针，c是int型变量）
写法二：更加清晰明确指针的类型。
目前大部分用的都是写法二。
2.单链表的初始化（构建空的单链表）
int InitList(LinkList& L)
{
L = new LNode;
//或 L=（LinkList)malloc(sizeof(LNode));
L->next = NULL;
//'.'和'->'效果相同，这里顺序储存结构用'.',链式储存结构用'->'
return 1;
}我们在主函数里声明LinkList L，然后调用InitList来初始化单链表——1.生成新结点作为头结点（以后的操作中都有头结点），用头指针L指向头结点。2.将头结点的指针域置空。
注：在两种建立单链表的方法里，都已经进行了单链表的初始化。由于要对L进行修改，因此使用了引用。
3.建立单链表——头插法：元素插入在链表头部
（1）从一个空表开始，重复读入数据。
（2）生成新结点，将读入的数据存放到新结点的数据域中。
（3）将新结点插入到首元结点的位置。因此最后输入的数据会存放在第一个结点的数据域。
void CreateList_H(LinkList& L, int n)
{
L = new LNode;
L->next = NULL;
//链表的初始化（如果不写的话要提前对链表进行初始化）
LNode* p;//生成一个结点指针p
for (int i = 0; i < n; i++)
{
p = new LNode;//给p赋予空间
cin >> p->data;//输入p数据域的值
p->next = L->next;//p插入在头结点之后
L->next = p;//p指向下一个结点
}
}这里有三个重点：
1.
LNode* p;//生成一个结点指针p
p = new LNode;//给p赋予空间
本身LNode* p的作用是声明一个结点指针。因此如果想让p变成一个结点，则需要给p赋予空间。因此声明一个结点需要这两句代码（而对于结点指针来说，有第一句就够了）。
2.
p->next = L->next;//p插入在头结点之后
L->next = p;//p指向下一个结点这是头插法建立单链表的灵魂代码：每次生成一个结点p输入数据后，让p放在头结点之后，然后把原先首元节点的地址赋给p的地址域。实现每次插入的都是首元结点。
3.
L = new LNode;
L->next = NULL;
//链表的初始化（如果不写的话要提前对链表进行初始化）也就是说，初始链表的代码已经写在了头插法中。
示例：
int main() {
LinkList L;//约定：LinkList用于声明表，LNode用于声明结点
int n;
cout << "请输入链表长度：";
cin >> n;
CreateList_H(L, n);//如果不加初始化代码，需要加上InitList(L)
LNode* p;
p = L->next;
cout << endl << "循环链表的结果是：";
while (p)
{
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
cout << endl;
return 0;
}首先用头插法建立单链表。然后遍历链表输出。
这里值得注意的就是遍历链表的方法：
LNode* p;
p = L->next;
while (p)
{
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}建立一个结点指针p，让p指向首元结点。然后直到p为空，一直循环下去即可，每次操作结束都让p=p->next;
因为'1'是最后输入的，所以数据域为'8'的结点为首元结点，以此类推。
4.建立单链表——尾插法：元素插在链表尾部
void CreateList_R(LinkList& L, int n)
{
LNode *r, *p;//不能写成 LNode* r,p;
L = new LNode;
L->next = NULL;
r = L;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
p = new LNode;
cin >> p->data;
p->next = NULL;
r->next = p;//把p结点放在最后
r = p;//更新尾指针
}
}（1）从一个空表L开始，将新结点逐个插入到链表的尾部，尾指针r指向链表的尾结点。
（2）初始时，r与L均指向头结点。每读入一个数据元素则申请一个新结点。将新结点变成尾结点后，r指向新结点。
这里有两个重点：
（1）关于两个指针的声明：
LNode *r, *p;//不能写成 LNode* r,p;在开头已经介绍过指针的声明方法，应该强调的是：LNode* 并不是一个数据类型，它只是在一个指针声明时用于更好的明确指针类型。因此有多个指针声明的时候，都需要加上*号。
（2）尾指针的使用：
r = L;尾指针的初始化，都是指向头结点。
p->next = NULL;
r->next = p;//把p结点放在最后
r = p;//更新尾指针新生成的p结点，指针域一定要置空（符合单链表尾结点定义），由于尾指针指向的是尾结点，因此p要放在尾结点后面，最后再更新一下尾指针指向的结点。
示例：
int main() {
LinkList L;//约定：LinkList用于声明表，LNode用于声明结点
int n;
cout << "请输入链表长度：";
cin >> n;
CreateList_R(L, n);//如果不加初始化代码，需要加上InitList(L)
LNode* p;
p = L->next;
cout << endl << "遍历链表的结果是：";
while (p)
{
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
cout << endl;
return 0;
}与头插法基本一模一样的思路。
只不过最后一个输入的数据变成了尾结点，这点与头插法正好反过来。
5.求单链表长度（不计头结点）
int ListLength(LinkList L)
{
LNode* p;
p = L->next;//p初始时指向首元结点
int i = 0;
while (p)
{
i++;
p = p->next;
}
return i;
}设置一个i用来计数，while循环里的代码可以理解为：i先自己加一次（p刚开始指向首元结点），然后p移动到下一个，进行判断。判断后i根据判断结果是否加一。直到p为空。
注：while循环里的两句是可以调换顺序的。如果i++在前面，那就是额外加了一次，相当于把首元结点计入了。如果i++在后面，那么就是p为空的时候多加了一次，变相统计了首元结点。但是初始时i=0是不能变的。
示例：
int main() {
LinkList L;//约定：LinkList用于声明表，LNode用于声明结点
int n;
cout << "请输入链表的长度：";
cin >> n;
CreateList_R(L, n);
int t = ListLength(L);
cout << "计算后链表的长度为：";
cout << t;
return 0;
}
6.取值——取单链表中第i个元素的内容
int GetElem(LinkList L, int i, int& e)
{
LNode* p;
int j = 1;
p = L->next;
while (p && j < i)
{
p = p->next;
j++;
}
if (!p || j > i)
{
return 0;
}
e = p->data;
return 1;
}（1）关于j=1的理解：
取值跟统计链表长度不同，j是要一直跟着p走的（也就是说p指向第几个结点，j就是几），由于p初始为首元结点，因此j为1（i！=1的原因是链表长度会统计到最后，一定会额外加一次，要么刚开始额外加，要么最后额外加）。
（2）while循环里条件的理解：
执行循环的条件有两个：p不为空并且j
（3）if里判断条件的理解：
当while循环退出后，正常情况下应该是i==j并且内容不为空，if就是用来防止意外情况出现的。
!p:如果循环退出时，p的内容为空，说明i给的太大了（很可能超出了链表长度），一直到p为空的时候都没有实现i==j（也有可能p）。
j>i:说明i给小了（例如-1等等），这时while循环由于不满足第二个条件直接退出，但p不是空。
最后用e记录目标元素的内容即可。时间复杂度：O(n)
示例：
int main() {
LinkList L;//约定：LinkList用于声明表，LNode用于声明结点
int n;
cin >> n;
CreateList_R(L, n);
int e;
if (GetElem(L, 5, e))//取出第五个结点数据域的值
cout << e;
else
printf("取出失败!");
return 0;
}
7.查找：根据指定数据获取该数据位置序号
int LocateElem(LinkList L, int e)
{
LNode* p;
int j = 1;//只要是跟序号有关的，j永远跟着p走
p = L->next;//p指向首元结点
while (p && p->data != e)
{
p = p->next;
j++;
}
if (p)
return j;
else
return 0;
}（1）while循环条件的理解：当p不为空并且p的数据域不为e的时候，循环执行。也就是说，当p的指针域为e的时候退出循环。
如果p不为空，说明是由于p->data == e而退出循环的，直接输出序号即可。如果p为空，那么查找失败。
时间复杂度：O(n)
示例：
8.单链表的插入
int ListInsert(LinkList& L, int i, int e)//i为插入的位置，e为数据
{
LNode* p;
int j = 0;
p = L;
while (p && j < i - 1)
{
p = p->next;
j++;
}
if (!p || j > i - 1)
{
return 0;
}
LNode* s;
s = new LNode;
s->data = e;
s->next = p->next;
p->next = s;
return 1;
}（1）对插入位置的理解：
即插入的结点是第几个结点（首元结点为第一个，头结点为第0个）
（2）对while循环条件的理解：
想要理解while循环的条件，就必须理解插入的思想：找到插入位置的前一个结点，把他的next值赋给新结点的next域，然后把他的next修改为新结点的地址。因此要先找到i-1位置的结点，如果没有该结点就报错。
当p不为空且j p指向的下一个就是目标位置，因此需要在这里停下。 与查找相同，左边是i给太大了，右边是i给太小了。 需要注意的一点是：初始化条件（p=L,j=0）是不能变的，因为有可能插入在第一个位置，也就是说这时候i-1==0。 时间复杂度：O(1) 示例： （1）如何理解while循环里的内容： 要理解while循环里的内容，首先要理解删除的思想：找到要删除的位置的前一个结点p（i-1），然后把该结点的指针域修改为p->next->next即可（也就是直接跳过了要删除的结点），最后把要删除的结点删除即可。 因此while循环的作用就是找到i-1位置的结点时停下，或者p->next==NULL时也要停下（因为这时已经到了尾结点，还没找到i-1，已经需要报错了） 这里与插入不同的地方：在插入操作中，若i-1为尾结点，则不需要报错，因为可以插入到尾结点后面。但是若删除的操作i-1为尾结点，那么后面已经没有结点可以删除了，需要报错。 （2）如何理解if条件里的内容： 左边说明i-1已经大于等于尾结点，要报错了，右边说明i给小了（0及以下，while直接退出），也需要报错。 （3）核心代码： 让结点指针q指向被删除的结点，把q的指针域（即p->next->next）赋给p的指针域，实现整条链表跳过q直接指向下一个结点。 时间复杂度：O(1) 示例： 声明一个结点指针，从头结点开始，让头结点遍历单链表，一个一个delete（因为p指向的结点删除后，就不能用p=p->next了，因此L需要提前移动）。 需要区分的是销毁单链表和清空单链表的区别：清空单链表保留了头指针和头结点，而销毁单链表则销毁了所有结点。 因为清空单链表保留了头指针和头结点，因此L始终是头结点指针（这点是两者的本质区别），然后定义两个结点指针，一个清空指针p，一个定位指针q，把p后面的结点赋给q，p用于删除，然后再把q赋给p。最后把头结点的指针域置空即可。 空表：链表中无元素，头指针和头结点仍然在。 只要看头结点指针域是否为空即可。 只对输入的单链表进行改进，不创建新的单链表：需要用到三个指针，初始化为—— NULL，首元结点，头结点（画图就行了）。s->data = e;
s->next = p->next;
p->next = s;（3）对if条件的理解：
int main() {
LinkList L;//约定：LinkList用于声明表，LNode用于声明结点
int n;
cout << "请输入链表长度：";
cin >> n;
CreateList_R(L, n);
int e,i;
printf("请输入要插入的数据及其位置:");
cin >> e >> i;
if (ListInsert(L, i, e))
{
printf("插入成功！\n");
printf("修改后的链表为：");
LNode* p = L->next;
while (p)
{
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
}
else
cout << "插入失败！";
return 0;
}
9.单链表的删除
int ListDelete(LinkList& L, int i, int& e)
{
LNode *p, *q;
p = L;
int j = 0;
while (p->next!=NULL && j < i-1)
{
p = p->next;
j++;
}
if (p->next==NULL || j > i-1)
{
return 0;
}
q = p->next;
p->next = q->next;
e = q->data;
delete q;//用delete删除结点
return 1;
}q = p->next;
p->next = q->next;int main() {
LinkList L;//约定：LinkList用于声明表，LNode用于声明结点
int n;
cout << "请输入链表长度：";
cin >> n;
CreateList_R(L, n);
int e, i;
cout << "请输入删除位置：";
cin >> i;
if (ListDelete(L, i, e)) {
cout << "删除后的链表为：";
LNode* p = L->next;
while (p) {
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
}
else
cout << "删除失败！";
return 0;
}
10. 销毁单链表
int DestroyList(LinkList& L)
{
LNode* p;
while (L)
{
p = L;
L = L->next;
delete p;
}
return 1;
}11. 清空单链表
int ClearList(LinkList& L)
{
LNode *p, *q;
p = L->next;
while (p)
{
q = p->next;
delete p;
p = q;
}
L->next = NULL;
return 1;
}12. 判断链表是否为空
int IsEmpty(LinkList L) {
if (L->next)
return 0;//非空
else
return 1;//空
}13. 单链表逆转
int Reverse(LinkList &L) {
LNode* p1 = L->next; //如果没有头结点则直接为L
LNode* p2 = NULL;
while (p1) {
LNode* p = p1->next;
p1->next = p2; //第一个变最后一个 next为NULL
p2 = p1;
p1 = p; //移动到下一个
}//最终p1和p指向null，p2为首元结点
L = p2; // 修改L为逆转后的头指针
}