单链表的读取
对于单链表实现获取第i个元素的数据的操作 GetElem,在算法上,相对要麻烦一些。
获得链表第i个数据的算法思路:
- 声明一个结点p指向链表第一个结点,初始化j从1开始;
- 当j<i时,就遍历链表,让p的指针向后移动,不断指向下一结点,j累加1;
- 若到链表末尾p为空,则说明第i个元素不存在;
- 否则查找成功,返回结点p的数据。
代码实现如下:
//初始条件:顺序线性表L已存在,1<=i<=ListLength(L)
//操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值
Status GetElem(LinkList L, int i, ElemType* e)
{
int j;
LinkList p;//声明一结点p
p = L->next;//让p指向链表L的第一个结点
j = 1;//j为计时器
while (p && j < i) {//p不为空或者计时器j还没有等于i时,循环继续
p = p->next;//让p指向下一个结点
++j;
}
if (!p || j > i) {
return ERROR;//第i个元素不存在
*e = p->x;//取第i个元素的数据
return OK;
}
}
Status是一个整型,返回OK代表1,ERROR代表0。
单链表的插入与删除
单链表的插入
只需要让 s->next 和 p->next 的指针做改变就好了。
s->next=p->next;
p->next=s;
也就是说让p的后继结点改成 s 的 后继结点,再把结点 s 变成 p 的后继结点。
这两句的顺序不可以交换,如果先 p->next=s;再s->next=p->next;因为此时第一句会使得将 p->next 给覆盖成s的地址了。那么s->next=p->next,其实就等于s->next=s,这样真正的拥有 ai+1数据元素的结点就没了上级。这样的插入操作就是失败的。
对于单链表的表头和表尾的特殊情况,操作是相同的。
单链表第i个数据插入结点的算法思路:
- 声明一结点p指向链表第一个结点,初始化j从1开始;
- 当j<i时,就遍历链表,让p的指针向后移动,不断指向下一结点,j累加1;
- 若到链表末尾p为空,则说明第i个元素不存在;
- 否则查找成功,在系统中生成一个空结点s;
- 将数据元素e赋值给 s->x;
- 单链表的插入标准语句s->next=p->next; p->next=s;
- 返回成功。
代码实现:
//初始条件:顺序线性表L已存在,1<=i<=ListLength(L)
//操作结果:在 L 中第i个位置插入新的数据元素e,L的长度加1;
Status ListDelete(LinkList* L, int i, ElemType* e)
{
int j;
LinkList p, s;
p = *L;
j = 1;
while (p && j < i) {//寻找第i个结点
p = p->next;
++j;
}
if (!p || j > i)
return ERROR;//第i个元素不存在
s = (LinkList)malloc(sizeof(Node));//生成新结点
s->x = e;
s->next = p->next;//将p的后继结点赋值给s的后继
p->next = s;//将s赋值给p的后继
return OK;
}
在这段代码中,使用了malloc标准函数,它的作用就是生成一个新的结点,其类型与Node是一样的,其实质就是在内存中寻找了一小块空地,准备用来存放e数据s结点。
单链表的删除
设存储元素ai的结点为q,要实现将结点q删除单链表的操作,其实就是将它的前继结点的指针绕过,指向它的后继结点即可。
q=p->next;
p->next=q->next;
单链表第i个数据删除结点的算法思路:
- 声明一结点p指向链表第一个结点,初始化j从1开始;
- 当j<i 时,就遍历链表,让p的指针向后移动,不断指向下一个结点,j累加1;
- 若到链表末尾p为空,则说明第i个元素不存在;
- 否则查找成功,将欲删除的结点 p->next 赋值给 q;
- 单链表的删除标准语句 p->next=q->next;
- 将q结点中的数据赋值给e,作为返回;
- 释放q结点;
- 返回成功。
代码实现:
//初始条件:顺序线性表L已存在,1<=i<=ListLength(L)
//操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1;
Status ListDelete(LinkList* L, int i, ElemType* e)
{
int j;
LinkList p, q;
p = *L;
j = 1;
while (p->next && j < i) {//遍历寻找第i个元素
p = p->next;
++j;
}
if (!(p->next) || j > i)
return ERROR;//第i个元素不存在
q = p->next;
p->next = q->next;//将q 的后继赋值给p的后继
*e = q->x;//将q结点中的数据给e
free(q);//让系统回收此结点,释放内存
return OK;
}
这段代码,使用了free函数,它的作用就是让系统回收一个Node结点,释放内存。
小总结:
单链表插入和删除算法其实都是由两部分组成:第一部分就是遍历查找第i个元素;第二部分就是插入和删除元素。
对于插入或删除数据越频繁的操作,单链表的效率优势就越是明显。