单链表详解

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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 。

结构

在逻辑上链表应该是这样子的：

在现实中是这样子的：

注意：

链表在逻辑上时连续的，但是在物理上不一定连续。
现实中的节点一般是从堆上申请出来的 。
从堆上申请的空间，可能是连续的也可能是不连续的。

单链表的实现

结构

单链表结构中有两个数据，一个是存储数据的，还有一个指针指向下一个节点。

typedef int SLTDateType;

typedef struct SListNode
{
	SLTDateType date;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

它的接口有哪些呢？

// 动态申请一个节点
SLTNode* BuySListNode(SLTDateType x);

// 单链表打印
void SListPrint(SLTNode* plist);

// 单链表尾插
void SListPushBack(SLTNode** pplist, SLTDateType x);

// 单链表的头插
void SListPushFront(SLTNode** pplist, SLTDateType x);

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SLTNode** pplist);

// 单链表头删
void SListPopFront(SLTNode** pplist);

// 单链表查找
// 找到返回这个节点的地址。找不到返回NULL
SLTNode* SListFind(SLTNode* plist, SLTDateType x);

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDateType x);

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLTNode* pos);

// 单链表的销毁
void SListDestroy(SLTNode* plist);

//在pos前插入
void SListInsert(SLTNode** pplist,SLTNode* pos, SLTDateType x);

// 删除pos节点
void SListErase(SLTNode** pplist, SLTNode* pos);

申请节点

我们要添加数据，难免要频繁的开辟节点，所以我们分装以个函数专门来开辟节点。

// 动态申请一个节点
SLTNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		//开辟失败结束掉程序
		exit(-1);
	}
	newnode->date = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

打印链表

打印链表比较简单，只需要遍历一遍链表即可。

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

尾插

尾插时链表可能为空，所以这时就要把将头指向开辟的节点，这是需要改变头，想要改变一级指针，所以就要传一级指针的地址，这时就需要用一个二级指针来接收，如果链表不为空，我们正常尾插就可以，我们需要先找到尾节点，然后就为节点的next指向newnode即可。

// 单链表尾插
void SListPushBack(SLTNode** pplist, SLTDateType x)
{
// 断言pplist一定不为空，为空时程序异常，终止程序
	assert(pplist);
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	if (*pplist == NULL)
	{
	//链表为空
		*pplist = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *pplist;
		//找尾节点
		while (cur->next)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = newnode;
	}
}

头插

头插同样需要改变头结点，所以还是需要二级指针，头插只需要将newnode的next指向原链表的头，然后将原链表的头指向newnode就可以了。

void SListPushFront(SLTNode** pplist, SLTDateType x)
{
// 断言pplist一定不为空，为空时程序异常，终止程序
	assert(pplist);

	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pplist;
	(*pplist) = newnode;
}

尾删

尾删只剩一个节点时同样的需要改变头指针，这时free掉头结点，将其置NULL即可。正常情况下，我们只需要找到尾节点的前一个，然后释放掉尾节点，然后把前一个的next置NULL即可。

// 单链表的尾删
void SListPopBack(SLTNode** pplist)
{
// 断言pplist一定不为空，为空时程序异常，终止程序
	assert(pplist);
//断言链表为空就不要删了
	assert(*pplist);
	if ((*pplist)->next == NULL)
	{
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* tail = *pplist;
		// 至少有两个节点所以tail->next一定不为NULL
		while (tail->next->next)
		{
			tail = tail->next;
		}
		free(tail->next);
		tail->next = NULL;
	}
}

头删

头删一定需要改变头结点，所以同样需要二级指针，我们需要保存头结点的next，让然后释放掉头结点，将头结点重新指向保存下来的next即可。

// 单链表头删
void SListPopFront(SLTNode** pplist)
{
// 断言pplist一定不为空，为空时程序异常，终止程序
	assert(pplist);
//断言链表为空就不要删了
	assert(*pplist);
	//*pplist一定不为NULL
	SLTNode* cur = (*pplist)->next;
	free(*pplist);
	*pplist = cur;

}

查找

查找就很简单了，我们只需要遍历一遍链表即可。

// 单链表查找
SLTNode* SListFind(SLTNode* plist, SLTDateType x)
{
//断言链表为空就不要查了
	assert(plist);
	SLTNode* cur = plist;
	while (cur)
	{
		if (cur->date == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

在pos位置之后插入x

只需要将newnode的next指向pos的next，然后将pos的next指向newnode即可。

// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

在pos位置前面插入

如果是一个节点间的话接相当于头插，我们可以复用上面头插的代码，正常情况下我们需要遍历找到pos的前一个位置，将newnode的next指向pos，再把该节点指向newnode即可。

void SListInsert(SLTNode** pplist, SLTNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pplist);
	if (pos == *pplist)
	{
		SListPushFront(pplist, x);
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *pplist;
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
		newnode->next = pos;
		cur->next = newnode;
	}
}

删除pos之后的值

不能删除最后一个节点，其他情况我们可以直接释放掉pos的next，将pos的next指向下一个即可。

// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SLTNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);
	SLTNode* cur = pos->next;
	pos->next = cur->next;
	free(cur);
	cur = NULL;
}

删除pos位置的值

我们需要遍历找pos的前一个位置，然后将pos的前一个位置的next指向pos的next，然后释放掉pos即可，但是如果pos是头结点，我们这样处理不了，我们可以单独处理，相当头删。

void SListErase(SLTNode** pplist, SLTNode* pos)
{
	assert(pplist);
	if (pos == *pplist)
	{
		SListPopFront(pplist);
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *pplist;
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = pos->next;
		free(pos);
	}
}

销毁链表

销毁只需要遍历释放即可。

// 单链表的销毁
void SListDestroy(SLTNode* plist)
{
	assert(plist);
	SLTNode* cur = plist;
	while (cur)
	{
		SLTNode* pur = cur;
		cur = cur->next;
		free(pur);
	}
}

到这里对于单链表的增删查改已经讲的差不多了，我们的查找可以充当改，找到那个节点，直接修改date即可。

今天的分享就到这里结束了，感谢大家的支持和关注。