《数据结构》2.3单链表(single linked list)

时间:2023-03-08 16:39:33
《数据结构》2.3单链表(single linked list)
 //单链表节点的定义
typedef struct node
{
datatype data;
struct node *next;
}LNode,*LinkList; //LNode是节点类型,LinkList是指向LNode类型节点的指针类型
LinkList H; //定义头指针变量 //建立单链表(时间复杂度均为O(n))
//逆序建立单链表(头插法)
LinkList Creath_LinkList()
{
Linklist L = NULL; //空表
LNode *s;
int e; //设数据元素的类型为int
scanf("%d", &e);
while(e != flag) //flag为设置的线性表数据元素结束标志
{
s = malloc(sizeof(LNode));
s->data = e;
s->next = L;
L = s;
scanf("%d", &e);
}
return L;
}
//顺序建立单链表(尾插法)
LinkList Creatr_LinkList()
{
LinkList L = NULL;
LNode *s, *r = NULL;
int e; //设数据元素的类型为int
scanf("%d", &e);
while(e != flag) //flag为设置的线性表数据元素结束标志
{
s = malloc(sizeof(LNode));
s->data = e;
if(L == NULL) L = s;//插入的节点是第一个节点
else r->next = s; //插入的节点是其他节点
r = s; //r恒指向新的节点
scanf("%d", &e);
}
if(r != NULL) r->next = NULL;//对于非空表,尾部节点的指针于置为空指针
return L;
} //求表长(时间复杂度均为O(n))
//设L是不带头节点的单链表
int length_LinkList1(LinkList L)
{
LNode *p = L;
int i; //i是计数器
if(p == NULL) return ; //空表的情况
i = ; //在非空表的情况下,p所指的是第一个节点
while(P->next)
{
p = p->next; i++;
}
return i;
}
//设L是带头节点的单链表(引入头节点概念,在后面的算法中若不加额外说明则都认为单链表是带头节点的)
int length_LinkList2(LinkList L)
{
LNode *p = L; //p指向头节点
int i = ; //i是计数器
while(P->next)
{
p = p->next; i++; //p所指的正是第i个节点
}
return i;
} //查找操作(时间复杂度均为O(n))
//按序号查找
LNode *Getc_LinkList(LinkList L, int i) //在单链表L中查找第i个节点,找到则返回其指针,否则返回空
{
LNode *p = L; //L为头节点
int j = ;
while(p->next != NULL && j<i)
{
p = p->next; j++;
}
if(j == i) return p;
else return NULL;
}
//按值查找
LNode *Locate_LinkList(LinkList L,datatype e) //在单链表L中查找值为e的节点,找到后返回其指针,否则返回空
{
LNode *p = L->next; //L为头节点
while(p != NULL && p->data != e)
p = p->next;
return p;
} //插入操作
//在某节点之后插入节点(将*s插入*p的后面,时间复杂度为O(1))
s->next = p->next;
p->next = s; //这两条指令顺序不能改变,否则会使链表断开
//在某节点之前插入节点(将*s插入*p的前面,时间复杂度为O(n))
q = L;
while(q->next != p)
q = q->next; //查找*p的直接前驱*q
s->next = q->next;
q->next = s;
//定位插入(把数据域值为e的节点插入链表中作为第i个节点,时间复杂度为O(n))
int Insert_LinkList(LinkList L, int i, datatype e) //在链表的第i个位置上插入值为e的元素
{
LNode *p, *s;
p = Get_LinkList(L, i-); //查找第(i-1)个节点
if(p == NULL)
{
printf("参数i错"); return ; //第(i-1)个节点不存在,不能插入
}
else
{
s = malloc(sizeof(LNode)); //申请节点
s->data = e;
s->next = p->next; //新节点插入在第(i-1)个节点的后面
p->next = s;
return ;
}
} //删除操作
//删除指针指向单链表中的节点
//(1)删除*p(时间复杂度为O(n))
q->next = p->next; //设查找到*p的直接前驱为*q
free(p);
//(2)删除*p的直接后继节点,假设其存在(时间复杂度为O(1))
s = p->next; //设*p的直接后继节点为*s
p->next = s->next;
free(s);
//删除单链表L的第i个节点(时间复杂度为O(n))
int Del_LinkList(LinkList L, int i) //删除单链表上L的第i个节点
{
LinkList p, s;
p = Get_LinkList(L, i-); //查找第(i-1)个节点
if(p == NULL)
{
printf("第i个节点不存在"); return -;
}
else
{
if(p->next == NULL)
{
printf("第i个节点不存在"); return ;
}
else
{
s = p->next; //s指向第i个节点
p->next = s->next; //从链表中删除s
free(s); //释放s
return ;
}
}
}

说明:
1.顺序建立单链表
        由于第一个节点加入时原链表为空,它作为链表的第一个节点是没有直接前驱节点的,所以它的地址就是整个链表的起始地址,该值需要放在链表的头指针变量中;而后面再插入的其他节点都有直接前驱节点,其地址只需放入直接前驱节点的指针域即可。
2.头节点
        为了统一操作,在链表的头部加入一个特殊节点,即头节点;头节点的类型与数据节点的类型一致,标识链表的头指针变量L中存放的是头节点的地址,那么即使是空表,头指针L也不为空(其中存放着头节点的地址);将头节点看作链表第一个节点的直接前驱,那么链表的第一个节点也有直接前驱,则无须再对第一个节点进行额外操作;
        头节点的加入使得“空表”和“非空表”的处理成为一致,其数据域无定义,指针域存放的是第一个数据节点的地址。

算法思路:
1.求表长
        设一个指针变量p和计数器i,初始化后,如果p所指节点后面还有节点,p向后移动,计数器i同时加1,直至p指向表尾。可以从单链表不带头节点和带头节点两个角度出发来设计算法(注意:计算线性表的长度时不包括头节点)。
2.查找操作
    1)按序号查找:从链表的第一个节点起,判断当前节点是否是第i个节点,若是,则返回该节点的指针,否则,根据指针域寻找下一个节点,直到表结束为止。若没有找到第i个节点,则返回空。
    2)按值查找:从链表的第一个节点起,判断当前节点数据域的值是否等于e,若等于,则返回该节点的指针,否则,根据指针域寻找下一个节点,直到表结束为止。若表中没有节点数据域的值等于e,则返回空。
3.插入操作(定位插入)
    (1)寻找第i个节点的直接前驱第(i-1)个节点,若存在,则继续第(2)步,否则结束;
    (2)申请新节点,并为其数据域赋值为e;
    (3)将新节点作为第(i-1)个节点的直接后继插入单链表中,结束。
4.删除操作(删除单链表L的第i个节点)
    (1)寻找第(i-1)个节点;若存在,则继续第(2)步,否则结束;
    (2)若存在第i个节点,则继续第(3)步,否则结束;
    (3)删除第i个节点,结束。