数据结构—>带你深入了解单链表(基础篇)

✅作者简介:大家好,我是橘橙黄又青,一个想要与大家共同进步的男人😉😉

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前面我们学习了顺序表,今天我们来学习与顺序表类似的单链表

1.🍎什么是链表

概念:链表是⼀种物理存储结构上⾮连续、⾮顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表
中的指针链接次序实现的 。
链表的结构跟⽕⻋⻋厢相似,淡季时⻋次的⻋厢会相应减少,旺季时⻋次的⻋厢会额外增加⼏节。只需要将⽕⻋⾥的某节⻋厢去掉/加上,不会影响其他⻋厢,每节⻋厢都是独⽴存在的。

⻋厢是独⽴存在的,且每节⻋厢都有⻋⻔。想象⼀下这样的场景,假设每节⻋厢的⻋⻔都是锁上的状 态,需要不同的钥匙才能解锁,每次只能携带⼀把钥匙的情况下如何从⻋头⾛到⻋尾?
最简单的做法:每节⻋厢⾥都放⼀把下⼀节⻋厢的钥匙
那在在链表⾥,每节“⻋厢”是什么样的呢?
与顺序表不同的是,链表⾥的每节"⻋厢"都是独⽴申请下来的空间,我们称之为“结点/节点”
节点的组成主要有两个部分: 当前节点要保存的数据和保存下⼀个节点的地址(指针变量)。
图中指针变量 plist保存的是第⼀个节点的地址,我们称plist此时“指向”第⼀个节点,如果我们希
望plist“指向”第⼆个节点时,只需要修改plist保存的内容为0x0012FFA0。

 

结合前⾯学到的结构体知识,我们可以给出每个节点对应的结构体代码:
假设当前保存的节点为整形:
代码:
struct SListNode
{
 int data; //节点数据
 struct SListNode* next; //指针变量⽤保存下⼀个节点的地址
};
当我们想要保存⼀个整型数据时,实际是向操作系统申请了⼀块内存,这个内存不仅要保存整型数
据,也需要保存下⼀个节点的地址(当下⼀个节点为空时保存的地址为空)。
当我们想要从第⼀个节点⾛到最后⼀个节点时,只需要在前⼀个节点拿上下⼀个节点的地址(下⼀个 节点的钥匙)就可以了。

 2. 🍎链表的打印

给定的链表结构中,如何实现节点从头到尾的打印?

看图:

代码:

//打印
void SLTPrint(SLTNode* phead) {
	SLTNode* pcur = phead;
	while (pcur)
	{
		printf("%d->", pcur->data);
		pcur = pcur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}
//开辟空间
SLTNode* SLTBuyNode(SLTDataType x) {
	SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL) {
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	return newnode;
}

这样就可以了, 这里补充说明:

1、链式机构在逻辑上是连续的,在物理结构上不⼀定连续
2、节点⼀般是从堆上申请的
3、从堆上申请来的空间,是按照⼀定策略分配出来的,每次申请的空间可能连续,可能不连续

 前面简单学习打印,接下来我们进入单链表的增,删,查。

3,🍎单链表的基础应用

 这里我们介绍一下我的单链表代码:

typedef int SLTDataType;
//链表是由节点组成
typedef struct SListNode
{
	SLTDataType data;
	struct SListNode* next;
}SLTNode;

创建一个这样的空间链表: 

3.1🍎链表的尾插

代码展示:

void SLTPushBack(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	assert(pphead);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//链表为空,新节点作为phead
	if (*pphead == NULL) {
		*pphead = newnode;
		return;
	}
	//链表不为空,找尾节点

    //创建代跑变量
	SLTNode* ptail = *pphead;
	while (ptail->next)
	{
		ptail = ptail->next;
	}
	//ptail就是尾节点
	ptail->next = newnode;
}

 图片展示:

值得注意的是开辟的空间next是指向nuLL的 

 

3.2🍎链表的头插

代码展示:

void SLTPushFront(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	assert(pphead);
	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//newnode *pphead
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

图片展示: 

3.3🍎链表的头删

代码:

void SLTPopFront(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	//链表不能为空
	assert(*pphead);

	//让第二个节点成为新的头
	//把旧的头结点释放掉
	SLTNode* next = (*pphead)->next;
	free(*pphead);
	*pphead = next;
}

思路:

3.4🍎链表的尾删

代码:

void SLTPopBack(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	//链表不能为空
	assert(*pphead);

	//链表不为空
	//链表只有一个节点,有多个节点
	if ((*pphead)->next == NULL) {
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
		return;
	}
	SLTNode* ptail = *pphead;
	SLTNode* prev = NULL;
	while (ptail->next)//找尾节点
	{
		prev = ptail;
		ptail = ptail->next;
	}

	prev->next = NULL;
	//销毁尾结点
	free(ptail);
	ptail = NULL;
}

 把尾节点释放掉,置为空

3.5🍎链表的查找

代码:

//查找
SLTNode* SLTFind(SLTNode** pphead, SLTDataType x) {
	assert(pphead);

	//遍历链表
	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur) //等价于pcur != NULL
	{
		if (pcur->data == x) {
			return pcur;
		}
		pcur = pcur->next;
	}
	//没有找到
	return NULL;
}

这个也是很简单,遍历链表,有就返回,无返回空。 

3.6🍎链表在指定位置之前插入数据

代码:

//在指定位置之前插入数据
void SLTInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	assert(pphead);
	assert(pos);
	//要加上链表不能为空
	assert(*pphead);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);
	//pos刚好是头结点
	if (pos == *pphead) {
		//头插
		SLTPushFront(pphead, x);
		return;
	}

	//pos不是头结点的情况
	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	//prev -> newnode -> pos
	prev->next = newnode;
	newnode->next = pos;
}

思路:

 

插入代码就在上面啦。 

 

3.7🍎链表在指定位置之后插入数据

代码:

//在指定位置之后插入数据
void SLTInsertAfter(SLTNode* pos, SLTDataType x) {
	assert(pos);

	SLTNode* newnode = SLTBuyNode(x);

	//pos newnode pos->next
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

但是这里要注意了:

思路:

 

3.8🍎删除pos节点

 代码:

//删除pos节点
void SLTErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos) {
	assert(pphead);
	assert(*pphead);
	assert(pos);

	//pos刚好是头结点,没有前驱节点,执行头删
	if (*pphead == pos) {
		//头删
		SLTPopFront(pphead);
		return;
	}

	SLTNode* prev = *pphead;
	while (prev->next != pos)
	{
		prev = prev->next;
	}
	//prev pos pos->next
	prev->next = pos->next;
	free(pos);
	pos = NULL;
}

 思路:

3.9🍎删除pos之后的节点

代码:

//删除pos之后的节点
void SLTEraseAfter(SLTNode* pos) {
	assert(pos);
	//pos->next不能为空
	assert(pos->next);

	//pos  pos->next  pos->next->next
	SLTNode* del = pos->next;
	pos->next = pos->next->next;
	free(del);
	del = NULL;
}

思路:

 

3.10🍎销毁链表

堆销毁很重要,创建链表也要学会销毁链表

 代码:

//销毁链表
void SListDesTroy(SLTNode** pphead) {
	assert(pphead);
	assert(*pphead);

	SLTNode* pcur = *pphead;
	while (pcur)
	{
		SLTNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	*pphead = NULL;
}

解释:

创建带跑指针,把下一个节点地址记录下来,释放原来第一个节点空间,再把下一个节点地址给带跑指针。

好啦,我们今天就讲到这里,喜欢就点一个赞吧,感谢观看。

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