数据结构实验之单链表----单链表的基本操作

先上干货：

单链表是一种常见的数据结构，它由节点（Node）组成，每个节点包含两个部分：数据域（Data）和指针域（Next）。数据域用于存储数据，指针域用于指向下一个节点。通过节点之间的指针连接，形成一个链式结构。

单链表的基本思想是利用节点之间的指针来建立节点之间的关系。链表的头节点作为入口点，通过头节点可以访问到链表中的所有节点。每个节点通过指针域指向下一个节点，最后一个节点的指针域指向空（NULL），表示链表的尾部。

对于链表的操作，主要包括以下几种：

1. 创建链表：生成头节点，将其他节点按需插入到链表中。
2. 插入节点：在链表的指定位置或者链表末尾插入一个新节点。
3. 删除节点：将链表中指定位置或者指定数值的节点删除。
4. 查找节点：根据节点的位置或者数值查找节点。
5. 遍历链表：按顺序输出链表中的所有节点数据。
6. 修改节点：修改链表中指定位置或者指定数值的节点的数据。

相比于数组，链表的大小可以动态调整，插入和删除节点的时间复杂度为O(1)。但是链表的访问时间复杂度较高，需要从头节点开始顺序查找，时间复杂度为O(N)。

单链表在实际应用中经常用来解决需要频繁插入、删除和动态大小的问题，例如实现队列、栈、图等数据结构，以及处理大数据集合。

一、实验目的

1、掌握链表的建立、插入元素、删除表中某元素的算法。

2、对线链表相应算法的时间复杂度进行分析。

二、实验要求

1．实验前做好充分准备，包括复习第二章所学内容，事先预习好本次实验内容。

2．实验时记录实验结果，按要求完成各题。

3．实验结束后，给出实验总结与分析并及时给出本次实验的实验报告。

三、实验内容

1.完成并实现如下链表的基本操作。要求：编写测试函数运行程序，给出结果每个基本操作的运行截图。

（1）顺序表的定义

#include #include #include typedef int ElemType;  //定义类型 typedef struct LNode  //定义结点 {     ElemType data;   //数据域     struct LNode *next;  //指向后继结点的指针域 }LNode,*PNode;  //PNode为节点类型指针 typedef struct LinkList  //定义链表 {     PNode first;  //头指针     PNode last;  //尾指针     int list_size;  //链表中有效元素个数 }LinkList;

（2）顺序表的基本操作：

void InitLinkList(LinkList *list);//初始化顺序表

代码：

void InitLinkList(LinkList *list) {     PNode head = _buyNode(-1);     list->first = list->last = head;     list->list_size=0; }

LNode *_buyNode(ElemType Item);//新增结点

代码：

LNode *_buyNode(ElemType Item) {     PNode p =(PNode)malloc(sizeof(LNode));     p->data = Item;     p->next = NULL; }

运行截图：

void push_front(LinkList *list,ElemType x);//向链表中头插结点

代码：

void push_front(LinkList *list,ElemType x) {     PNode p = _buyNode(x);     p->next = list->first->next;     list->first->next= p;     list->list_size++; }

运行截图：

void push_back(LinkList *list,ElemType x);//向链表中尾插结点

代码：

void push_back(LinkList *list,ElemType x) {     while(list->last->next!=NULL)     {         list->last=list->last->next;     }      PNode p = _buyNode(x);      list->last->next=p;     list->list_size++; }

运行截图：

void showList(LinkList *list);//显示链表元素

代码：

void showList(LinkList *list) {     PNode p = list->first->next;     while(p!=NULL)     {         printf("%d ",p->data);         p=p->next;     }     printf("\n"); }

运行截图：

void pop_back(LinkList *list);//尾部删除结点

代码：

void pop_back(LinkList *list) {     free(list->last->next);     list->last->next=NULL;     list->list_size--; }

运行截图：

void pop_front(LinkList *list);//头部删除节点

代码：

void pop_front(LinkList *list) {     list->first->next=list->first->next->next;     list->list_size--; }

运行截图：

int length_list(LinkList *list);//返回链表长度

代码：

int length_list(LinkList *list) {     printf("%d\n",list->list_size); }

运行截图：

void insertLinklist_pos(LinkList *list,int pos,ElemType key);//按照pos指定的位置插入元素

代码：

void insertLinklist_pos(LinkList *list,int pos,ElemType key) {     PNode r=_buyNode(key);     PNode p=_buyNode(NULL);     p->next=list->first;     for(int i=0;i     {         p=p->next;     }     r->next=p->next;     p->next=r;     list->list_size++; }

运行截图：

void delete_LinkList_val(LinkList *list,ElemType x);//删除第一个值为x的元素

代码：

void delete_LinkList_val(LinkList *list,ElemType x) {     PNode  p=_buyNode(NULL);     p=list->first;     while(p->next->data!=x)     {         p=p->next;     }         p->next=p->next->next;     list->list_size--; }

运行截图：

void sortLinkList(LinkList *list); //排序

代码：

void sortLinkList(LinkList *list) {     int i,j;     PNode p=_buyNode(NULL);     for(i=0;ilist_size;i++)     {         p=list->first->next;         for(j=0;jlist_size-1;j++)         {             if(p->next->datadata)             {                 int a;                 a=p->data;p->data=p->next->data;p->next->data=a;             }             p=p->next;         }     } }

运行截图：

void reverseLinkList(LinkList *list);//逆置链表元素

代码：

void reverseLinkList(LinkList *list) {     int i,j;     PNode p=_buyNode(NULL);     for(i=0;ilist_size;i++)     {         p=list->first->next;         for(j=0;jlist_size-1;j++)         {             if(p->next->data>p->data)             {                 int a;                 a=p->data;p->data=p->next->data;p->next->data=a;             }             p=p->next;         }     } }

运行截图：

int findval_val(LinkList *list,ElemType key);//查找链表中首个值为key的元素位置 

代码：

int findval_val(LinkList *list,ElemType key) {     int i=0;     PNode p=_buyNode(NULL);     p=list->first->next;     while(p->data!=key)     {         p=p->next;         i++;     }     if(p->data==key)     printf("%d\n",i+1);     else printf("没有找到\n"); }

运行截图：

int countX(LinkList *list,ElemType x) // 统计大于某个值的节点个数代码：

int countX(LinkList *list,ElemType x) {     PNode p=_buyNode(NULL);     p=list->first->next;int a=0;     for(int i=0;ilist_size;i++)     {         if(p->data>x)a++;         p=p->next;     }     printf("%d\n",a); }

运行截图：

void clearLinkList(LinkList *list);//清空单链表

代码：

void clearLinkList(LinkList *list) {     PNode p=_buyNode(NULL); while (list->first->next) { p = list->first->next; list->first->next = p->next; p=NULL; } }

运行截图：

void destroyLinkList(LinkList *list);//销毁单链表

代码：

void destroyLinkList(LinkList *list) {         free(list->first->next); }

运行截图：

#include 
#include 
#include 

typedef int ElemType;  //定义类型

typedef struct LNode  //定义结点
{
    ElemType data;   //数据域
    struct LNode *next;  //指向后继结点的指针域
}LNode,*PNode;  //PNode为节点类型指针

typedef struct LinkList  //定义链表
{
    PNode first;  //头指针
    PNode last;  //尾指针
    int list_size;  //链表中有效元素个数
}LinkList;

void InitLinkList(LinkList *list);//初始化链表

LNode *_buyNode(ElemType Item);//新增结点

void push_front(LinkList *list,ElemType x);//向链表中头插结点

void push_back(LinkList *list,ElemType x);//向链表中尾插结点

void showList(LinkList *list);//显示链表元素

void pop_back(LinkList *list);//尾部删除结点

void pop_front(LinkList *list);//头部删除节点

int length_list(LinkList *list);//返回链表长度

void insertLinklist_pos(LinkList *list,int pos,ElemType key);//按照pos指定的位置插入元素

void delete_LinkList_val(LinkList *list,ElemType x);//删除第一个值为x的元素

void sortLinkList(LinkList *list); //排序

void reverseLinkList(LinkList *list);//逆置链表元素

int findval_val(LinkList *list,ElemType key);//查找链表中首个值为key的元素位置

int countX(LinkList *list,ElemType x); //统计大于某个值的节点个数

void clearLinkList(LinkList *list);//清空单链表

void destroyLinkList(LinkList *list);//销毁单链表

#include "LinkList.h"

void InitLinkList(LinkList *list)
{

}

LNode *_buyNode(ElemType Item)
{

}

void push_front(LinkList *list,ElemType x)
{

}

void push_back(LinkList *list,ElemType x)
{

}

void showList(LinkList *list)
{

}

void pop_back(LinkList *list)
{

}

void pop_front(LinkList *list)
{

}

int length_list(LinkList *list)
{

}

void insertLinklist_pos(LinkList *list,int pos,ElemType key)
{

}

void delete_LinkList_val(LinkList *list,ElemType x)
{

}

void sortLinkList(LinkList *list)
{

}

void reverseLinkList(LinkList *list)
{

}

int findval_val(LinkList *list,ElemType key)
{

}

int countX(LinkList *list,ElemType x)
{

}

void clearLinkList(LinkList *list)
{

}

void destroyLinkList(LinkList *list)
{

}

#include
#include "LinkList.h"

int main()
{

}