C++数据结构学习——单链表
单链表定义
单链表（Singly Linked List）是一种常见的数据结构，用于存储一系列元素，这些元素被组织成一个链表，其中每个元素被称为节点（Node）。每个节点包含两部分信息：
数据（Data）：用来存储具体的元素值。
指针（Pointer）：用来指向下一个节点的位置。
单链表的特点是节点之间只有一个指针，指向下一个节点，而最后一个节点的指针通常为空（或者指向一个特殊的终止标志）。
单链表的优缺点
单链表（Singly Linked List）是一种常见的数据结构，具有一些优点和缺点，这些特点使得它在特定的应用场景中更适合使用。
单链表的优点：
-
高效的插入和删除操作： 在单链表中，插入和删除元素非常高效，只需要调整指针的指向，而不需要像数组那样搬移元素。这使得单链表在需要频繁插入和删除操作的情况下非常有用。
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动态内存分配： 单链表的大小可以根据需要动态增长，而不需要预先分配固定大小的内存空间。这使得它更适合处理未知大小的数据集。
-
不浪费内存： 单链表只需额外的指针来连接节点，而不像数组那样需要预分配大块连续内存空间。这可以减少内存的浪费。
-
易于实现： 单链表的基本操作相对简单，易于实现。这使得它成为教学和学习数据结构的良好选择。
单链表的缺点：
-
随机访问慢： 单链表中要访问特定位置的元素需要从头节点开始遍历链表，直到找到目标节点。这导致访问时间是线性的，而不像数组那样可以常数时间内访问特定位置的元素。
-
额外的内存开销： 每个节点都需要一个额外的指针来指向下一个节点，这会导致内存开销相对较大，特别是当节点数量很大时。
-
不适用于大型数据集： 由于额外的指针和节点开销，单链表在存储大量数据时可能不是最佳选择。对于大型数据集，可能会消耗大量内存。
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无法直接访问前一个节点： 单链表只有一个指向下一个节点的指针，不能直接访问前一个节点。如果需要双向访问，可以考虑使用双向链表。
总之，单链表是一种非常灵活和高效的数据结构，特别适用于需要频繁插入和删除操作的情况。然而，在需要快速随机访问元素或者对内存使用有限制的情况下，可能需要考虑其他数据结构。不同的数据结构适用于不同的应用场景，选择合适的数据结构取决于问题的需求和约束。
C语言代码实现
声明文件
#pragma once
#include 实现文件
#include "SList.h"
SLTNode* BuySLTNode(SLDataType x)//创建一个节点，并将x放到节点的data中
{
SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
return newnode;
}
SLTNode* CreateSList(int n) //创建n个节点
{
SLTNode* phead = NULL, *ptail = NULL;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(i); //创建一个新节点，节点中data数据放入 i
if (phead == NULL)
{
ptail = phead = newnode; //初始化第一个节点
}
else
{
ptail->next = newnode;
ptail = newnode; // ？？？
}
}
return phead;
}
void SLTPrint(SLTNode* phead) //打印链表
{
SLTNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next; // 将cur结构体中的next 地址传给cur，cur指向下一个节点的地址
}
printf("NULL\n");
}
void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLDataType x)//尾插
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
if (*pphead == NULL)
{
*pphead = newnode;
}
else
{
SLTNode* tail = *pphead;
while (tail->next != NULL)
{
tail = tail->next;
}
tail->next = newnode;
}
}
//void SLTPopBack(SLTNode* phead) //尾删
//{
// SLTNode* tail = phead;//将传入的链表的地址传递给tail
// while (tail->next != NULL)
// {
// tail = tail->next;
// }
// free(tail);
// tail = NULL; //错误！！只将最后一个节点释放了，前一个节点指向的next地址不是NULL
//}
void SLTPopBack(SLTNode** pphead) //尾删
{
//assert(*pphead); //断言，对链表为空的情况进行干预
if (*pphead == NULL) // 两种检查方式
{
return;
}
if ((*pphead)->next == NULL) //当只有一个节点时
{
free(*pphead);
*pphead = NULL;
}
else
{
SLTNode* tail = *pphead;//将传入的链表的地址传递给tail
SLTNode* prev = NULL;
while (tail->next)
{
prev = tail;
tail = tail->next;
}
free(tail);
prev->next = NULL; //此时prev最后一个节点，将最后一个节点的next置空
}
}
void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLDataType x)//头插
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x); //创建一个新节点
newnode->next = *pphead; //新节点的next指向pphead
*pphead = newnode; //pphead再重新指向第一个节点
}
void SLTPopFront(SLTNode** pphead) //头删
{
assert(*pphead);//断言检查
SLTNode* plist = *pphead;
free(*pphead);
*pphead = plist->next;
}
SLTNode* SLTFind(SLTNode* phead, SLDataType x) //查找
{
SLTNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
if (cur->data == x)
{
return cur;
}
cur = cur->next;
}
return NULL; //返回为空证明没有找到
}
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLDataType x)// 插入 pos为插入的位置，x为插入的值
{
assert(pos != NULL); //这里要防止pos为NULL的情况
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
newnode->next = pos->next; //先将newnode节点指向pos的下一个节点
pos->next = newnode;
}
void SLTInert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLDataType x) //前插，造pos之前插入
{
assert(pos != NULL);
if (*pphead == pos) //如果为第一个节点，头插
{
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x);
newnode->next = *pphead;
*pphead = newnode;
}
else
{
SLTNode* prev = *pphead; //定义一个新节点，用于查找pos的前一个节点
while (prev->next != pos) // 查找pos的前一个指针
{
prev = prev->next;
}
SLTNode* newnode = BuySLTNode(x); //新建一个节点
newnode->next = pos; //新节点的下一个节点指向pos
prev->next = newnode; // newnode的前一个节点指向newnode
}
}
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos) //删除pos后的一个节点
{
assert(pos != NULL);
if (pos->next == NULL) //如果pos节点为最后一个节点
{
return; //无法删除，直接退出
}
else //如果为中间位置
{
SLTNode* nextNode = pos->next;
pos->next = nextNode->next;
free(nextNode); //释放pos后的节点
}
}
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) //删除pos节点
{
assert(pos != NULL);
if (*pphead == pos) //当pos位置为第一个节点时
{
*pphead = pos->next;
free(pos);//释放掉pos节点
}
else
{
SLTNode* prev = *pphead; //创建一个新节点，用于找pos的前一个节点
while (prev->next != pos)
{
prev = prev->next;
}
prev->next = pos->next; // 将pos的前一个节点的next指向pos的后一个节点
free(pos); // 释放pos，避免内存泄漏
}
}
void SLTDestroy(SLTNode** pphead) //释放单链表
{
SLTNode* cur = *pphead;
while (cur)
{
SLTNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
*pphead = NULL;
}
测试代码
#include