一文弄懂C语言如何实现单链表

2024-04-02 19:04:59 362人浏览独家记忆

摘要

目录一、单链表与顺序表的区别：一、顺序表：二、链表二、关于链表中的一些函数接口的作用及实现1、头文件里的结构体和函数声明等等2、创建接口空间3.尾插尾删4、头插头删 5、单

一、单链表与顺序表的区别：

一、顺序表：

1、内存中地址连续

2、长度可以实时变化

3、不支持随机查找

4、适用于访问大量元素的，而少量需要增添/删除的元素的程序

5、中间插入或者删除比较方便，内存命中率较高

二、链表

1、内存中地址不连续（逻辑上连续，物理上不连续）

2、长度可以实时变化（避免浪费空间）

3、不支持随机查找，查找的时间复杂度为o(1),

4、适用于访问大量元素的，对访问元素无要求的程序

5、中间插入或者删除比较方便，效率高

二、关于链表中的一些函数接口的作用及实现

1、创建接口，开辟空间

2、尾插尾删

3、头插头删

4、查找并修改

5、中插中删

ps：我看了许多的单链表文章，在插删的接口实现上大多数是往前进行插删，这里写的则是往后进行插删

1、头文件里的结构体和函数声明等等


#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
 
 
typedef int SListDataType;
//节点
typedef struct SListnode
{
	SListDataType data;
	struct SListNode* next;
}SListNode;
 
//struct SList
//{
//	SListNode* head;
//	SListNode* tail;
//};
 
//尾插尾删
void SListPushBack(SListNode** pphead, SListDataType x);
void SListPopBack(SListNode** pphead);
 
//头插头删
void SListPushFront(SListNode**  pphead, SListDataType x);
void SListPopFront(SListNode** pphaed);
 
void SListPrint(SListNode* phead);
//查找并修改
SListNode* SListFind(SListNode* phead, SListDataType x);
//中插中删
void SListInserAfter(SListNode**pphead,SListNode* pos, SListDataType x);
void SListEraseAfter(SListNode* pos);
 
//从头到尾打印链表
void PrintTailToHead(SListNode* pList);

2、创建接口空间


//开辟的下一个空间
SListNode* BuySListNode(SListDataType x)
{
	SListNode* newNode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newNode == NULL)
	{
		printf("申请结点失败\n");
		exit(-1);
	}
	newNode->data = x;
	newNode->next = NULL;
	return newNode;
 
}

3.尾插尾删


//尾插
void SListPushBack(SListNode** pphead, SListDataType x)
{
	SListNode* newNode = BuySListNode(x);//我们指向头指针的那个结点是**pphead，*pphead就是头指针的地址
	//如果头指针的地址为空，我们就把新开辟的这个空间指针（已经传入值）再赋给头指针，也就是下面的这个if循环
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newNode;
	}
	else
	{
		//找尾巴，判断尾巴是不是空地址,这个函数实现的是尾插，我们找到尾巴后，如果尾巴是空地址，我们将插入的newNode赋给尾巴，此时
		//实现了尾插，在下面的代码中，我们首先把头指针当成尾巴，从头指针开始依次往后找，如果下一个不是空指针，我们就令
		//tail=tail->next,此时指向下一个结点，进入循环继续判断，当找到后，我们再令尾巴=newNode,在上面我们也判断了头指针为空的情况
		SListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next!= NULL)
		{
			tail = tail -> next;
		}
		tail->next = newNode;
	}
}
void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
	//1、空
	//2、一个结点
	//3、一个以上
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	else if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SListNode* prev = NULL;
		SListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
 
		}
		free(tail);
		//tail = NULL;//这个无所谓，因为我们释放后，出了这个作用域，tail和prev都被销毁，没人能拿到，所以不会被再找到
		prev->next = NULL;	
	}
}

4、头插头删


//头插头删
void SListPushFront(SListNode** pphead, SListDataType x)
{
	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}
void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
	//1、空
	//2、一个结点+3、一个以上
	
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	//(*phead)->next:*和>都是解引用，同一优先级，我们需要给*pphead带括号，(*pphead)->next才是下一个结点
	
	else{
		//我们头删也会遇到情况，我们删除第一个的话，第一个里面还存有第二个结点的地址，我们必须在删除前，保存第二个结点的地址
		SListNode* next = (*pphead)->next;
		free(*pphead);//通过调试我们发现：free前后，*pphead的地址不变，但是*pphead里的值被置为随机值，free不仅仅把这块空间还给操作系统
		  //而且还把这块空间存的值和地址都置为随机值
		*pphead = next;
	}
 
}

5、单链表查找


//单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* phead, SListDataType x)
{
	SListNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

6、中间插入（在pos后面进行插入）


void SListInserAfter(SListNode** pphead,SListNode* pos, SListDataType x)
{
	assert(pos && pphead);
	if (*pphead == pos)
	{
		SListPushFront(pphead, x);
	}
	else
	{
		SListNode* newnode = BuySListNode(x);
		SListNode* tmp = *pphead;
		while (tmp->next != pos)
		{
			tmp = tmp->next;
		}
		tmp->next = pos;
		pos->next = newnode;
 
	}
	
}

7、中间删除（在pos后面进行删除）


void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
	//删除pos后面的
	assert(pos);
	if (pos->next)
	{
		//pos->next=pos->next->next//不推荐
		SListNode* next = pos->next;
		SListNode* nextnext = next->next;
		pos->next = nextnext;
		free(next);
	}
}

8、单独打印链表和从头到尾打印链表


void SListPrint(SListNode* phead)
{
	SListNode* cur = phead;
	while (cur != NULL)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}
 
 
 
void PrintTailToHead(SListNode* pList)
{
	if (pList == NULL)
	{
		return;
	}
	PrintTailToHead(pList->next);
	printf("%d->",pList->data);
}

9、test.c


#include"SList.h"
 
TestSList1()
{
 
	SListNode* pList = NULL;//这个结构体指针指向开辟的空间,头指针指向链表的开头
	SListPushBack(&pList, 1);
	SListPushBack(&pList, 2);
	SListPushBack(&pList, 3);
	SListPushBack(&pList, 4);
	SListPrint(pList);
 
	SListPopBack(&pList);
	SListPopBack(&pList);
	SListPopBack(&pList);
	SListPopBack(&pList);
	SListPopBack(&pList);
	SListPrint(pList);
 
	SListPushFront(&pList, 1);
	SListPushFront(&pList, 2);
	SListPushFront(&pList, 6);
	SListPushFront(&pList, 4);
	SListPushFront(&pList, 5);
	SListPrint(pList);
	SListPopFront(&pList);
	SListPopFront(&pList);
	SListPopFront(&pList);
	SListPopFront(&pList);
	SListPopFront(&pList);
	SListPopFront(&pList);
	SListPrint(pList);
 
 
}
 
TestSList2()
{
	SListNode* pos1;
	SListNode* pList = NULL;//这个结构体指针指向开辟的空间,头指针指向链表的开头
	SListPushBack(&pList, 1);
	SListPushBack(&pList, 2);
	SListPushBack(&pList, 3);
	SListPushBack(&pList, 4);
	SListPrint(pList);
	SListNode* pos = SListFind(pList, 3);
	if (pos)
	{
		pos->data = 30;//这里将cur-data改为pos->data,然后再将pos-data原来的值改为30
	}
	SListPrint(pList);
	pos1 = SListFind(pList, 30);//我们先去找到这个pos1的位置，然后再去插入
	SListInserAfter(&pList,pos1,50);//函数传参要对应起来，我们用指针传用指针接收，不能在pos1位置直接写个数字
	SListPrint(pList);
	SListEraseAfter(pos1);//pList指向第一个结点，pList->next指向第二个结点，那么我们删除的是目标节点后面
	SListPrint(pList);
	//PrintTailToHead(&pList);
}
int main()
{
	TestSList1();
	TestSList2();
	return 0;
	
 
}