链表的基础知识

链表的基础知识

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链表的基础概念

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链表概念：

• 链表是一种常用的数据结构，它通过指针将一些列数据结点，连接成一个数据链。相对于数组，链表具有更好的动态性（非顺序储存）。

• 一个结点分为数据域和指针域，数据域用来储存数据，指针域用于建立与下一个结点的联系。链表在内存中是非连续的。
  

• 建立链表时无需预先知到数据总量的，可以随机的分配空间，可以高效的在链表中实现灵活的内存动态管理。

链表与数组的不同：

• 操作上，如果数组在指定位置插入和删除会导致元素大量移动，耗时低效；而链表在指定位置插入和删除不需要移动元素，只需要修改指针即可。但是链表在查找数据时没有数组方便，查找效率相对于数组低。
• 内存上，链表相对于数组来讲，多了指针域空间开销。

链表分类：

• 1、静态链表 动态链表
  静态链表和动态链表是线性表链式存储结构的两种不同的表示方式：
  • 所有结点都是在程序中定义的，不是临时开群的，也不能用完后释放 ，这种链表 称为"静态链表"
  •所谓动态链表，是指在程序执行过程中从无到有地建立起一个链表，即一个一个地开辟结点和输入各结点数据，井建立起前后相链的关系。

• 2、单向链表 双向链表 循环链表 单向循环链表 双向循环链表（下面的讲解用单向链表为例）

静态链表

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链表节点类型定义：

#include <stdio.h>
//#include 
//#include 

struct LinkNode
{
	int data;//数据域
	struct LinkNode* next;//指针域
};
void test()
{
	struct LinkNode node1 = { 10,NULL };
	struct LinkNode node2 = { 20,NULL };
	struct LinkNode node3 = { 30,NULL }; 
	struct LinkNode node4 = { 40,NULL };
	struct LinkNode node5 = { 50,NULL };

	node1.next = &node2;
	node2.next = &node3;
	node3.next = &node4;
	node4.next = &node5;//将结点串起
}
int main()
{
    test();
	return 0;
}

链表的初始化与遍历

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如何实现链表遍历？
链表的结点是通过指针来访问的，所以我们可以从指针下手：
我们考虑先创建一个指针struct LinkNode *pcurrent = &node1,通过指针访问当前链节，再修改指针访问下一链节。

• 静态链表的遍历：

#include 
//#include 
//#include 

struct LinkNode
{
	int data;
	struct LinkNode* next;
};
void test()
{
	struct LinkNode node1 = { 10,NULL };
	struct LinkNode node2 = { 20,NULL };
	struct LinkNode node3 = { 30,NULL }; 
	struct LinkNode node4 = { 40,NULL };
	struct LinkNode node5 = { 50,NULL };

	node1.next = &node2;
	node2.next = &node3;
	node3.next = &node4;
	node4.next = &node5;//将结点串起

	//遍历链表
	//先定义一个辅助指针变量
	struct LinkNode* pCurrent = &node1;
	while (pCurrent != NULL)
	{
		printf("%d ", pCurrent->data);
		//指针移动到下一个元素的首地址
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

• 动态链表的初始化：
  代码和注释：

#include 
//#include 
#include 
struct LinkNode* Init_LinkList()//头结点形式
{
	//创建头结点
	struct LinkNode* header = malloc(sizeof(struct LinkNode));//malloc可以实现动态内存分配
	header->data = -1;
	header->next = NULL;//头结点一般定义为空
	//尾部指针
	struct LinkNode* pRear = header;//先指向头结点

	int val = -1;
	while (true)
	{
		printf("请输入插入的数据:>\n");
		scanf("%d", &val);
		if (-1 == val)
		{
			break;
		}
		//先创建新结点
		struct LinkNode* newnode = malloc(sizeof(struct LinkNode));
		newnode->data = val;
		newnode->next = NULL;

		//新节点插入到链表中
		//利用pRear将新结点与前一个结点联系
		pRear->next = newnode;
		//更新尾部指针pRear，将pRear指针往后移
		pRear = newnode;
	}
	return header;//返回头结点的地址可以找到这个链表的头从而找到整个链表
};

• 动态链表的遍历：
  代码和注释：

void Foreach_Linklist(struct LinkNode* header)
{
	if (NULL == header)
	{
		return;
	}
	//辅助指针变量
	struct LinkNode* pcurrent = header->next;//因为头结点一般不储存数据，所以让指针变量指向头结点的下一节点
	while (pcurrent != NULL)
	{
		printf("%d ", pcurrent->data);
		pcurrent = pcurrent->next;//指针后移
	}
}

动态链表的插入、清空、删除、销毁

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• 链表的插入
  考虑创建两个辅助指针，pCurrent指针记录oldval，pPrev指针记录oldval前一个节点。将新的结点插入pCurrent和oldval两个指针之间
  代码和注释如下：

void InsertByValue_Linklist(struct LinkNode* header, int oldval, int newval)
{
	if (NULL == header)
	{
		return;
	}
	//创建两个辅助指针变量
	struct LinkNode* pCurrent = header->next;
	struct LinkNode* pPrev = header;
	while (pCurrent != NULL)
	{
		if (pCurrent->data == oldval)
		{
			break;
		}
		pPrev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	//如果pCurrent为NULL说明链表中不存在值为oldval的结点

	/*if (pCurrent == NULL)//将该代码注释掉后如果链表中不存在值为oldval的结点，则将newval插入到最后
	{
		return;
	}*/

	//创建新节点
	struct LinkNode* newnode = malloc(sizeof(struct LinkNode));
	newnode->data = newval;//将数据赋给新结点
	newnode->next = NULL;//先初始化为NULL

	//新结点插入链表中
	newnode->next = pCurrent;
	pPrev->next = newnode;

}

• 链表的清空（只剩下头结点，其余部分释放掉）
  代码和注释如下：

void Clear_LinkList(struct LinkNode* header)
{
	if (NULL == header)
	{
		return;
	}
	struct LinkNode* pCurrent = header->next;//因为头结点不释放，所以将pPcurrent指向下一节点
	//但是释放前还要保存pPcurrent的指针域，所以还要再创建一个辅助指针
	if (pCurrent != NULL)
	{
		//先保存当前结点的下一结点地址
		struct LinkNode* pNext = pCurrent->next;
		//释放当前结点内存
		free(pCurrent);
		pCurrent = pNext;//pCurrent指针往后移
	}
	header->next = NULL;
}

• 链表的删除（删除某个结点）

void RemoveByValue_Linklist(struct LinkNode* header, int delValue)
{
	if (NULL == header)
	{
		return;
	}
	//创建两个辅助指针
	struct LinkNode* pPrev = header;
	struct LinkNode* pCurrent = header->next;
	while (pCurrent != NULL)
	{
		if (pCurrent->data == delValue)
		{
			break;
		}
		//移动两个辅助指针
		pPrev = pCurrent;
		pCurrent = pCurrent->next;
	}
	if (pCurrent == NULL)//没找到delValue
	{
		return;
	}
	//重新建立待删除结点的前驱和后继结点关系
	pPrev->next = pCurrent->next;
	//释放删除结点内存
	free(pCurrent);
	pCurrent = NULL;
}

• 链表的销毁（全部释放掉，包括头结点）

void Destroy_Linkrist(struct LinkNode* header)//连头结点都销毁
{
	if (NULL == header)
	{
		return;
	}
	//创建两个辅助指针
	struct LinkNode* pCurrent = header;//与链表的清空区别在这里
	while (pCurrent != NULL)
	{
		struct LinkNode* pNext = pCurrent->next;
		//释放当前结点内存
		free(pCurrent);
		pCurrent = pNext;//pCurrent指针往后移
	}
}

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最后感谢大家的支持！！！
也祝大家圣诞快乐！！！