C语言数据结构之单链表操作详解

2024-04-02 19:04:59 636人浏览安东尼

摘要

目录1、插入操作2、删除操作3、查找操作4、修改操作5、完整代码1、插入操作（1）创建一个新的要插入的结点（2）将新结点的 next 指针指向插入位置后的结点（3）将插入位置前

1、插入操作

（1）创建一个新的要插入的结点

（2）将新结点的 next 指针指向插入位置后的结点

（3）将插入位置前的节点指针 next 指向新的结点

注意：步骤（2）（3）的顺序不能颠倒，否则会导致插入位置后的部分链表丢失。

插入位置一共分三种，分别是头部插入、中间插入和尾部插入。

如图：

代码：

link* insertElem(link* p,int elem,int pos){
    link* temp = p;//创建临时结点temp
    //首先找到插入位置的上一个结点
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp==NULL){
            printf("插入位置无效\n");
            return p;
        }
    } 
    //创建插入结点c
    link *c=(link*)malloc(sizeof(link));
    c->elem=elem;
    //向链表中插入结点
    c->next = temp->next;
    temp->next=c;
    return p; 
}

2、删除操作

（1）将结点从链表中摘下

temp->next=temp->next->next

（2）手动释放掉结点，回收被结点占用的存储空间

如图：

代码：

link*delElem(link*p,int pos){//p是原链表，pos是要删除的元素值 
    link* temp=p;
    //遍历到被删除结点的上一个结点 
    for(int i =1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp->next==NULL){
            printf("没有该结点\n");
            return p;
        }
    } 
    link*del=temp->next;//单独开辟一块空间存放被删结点
    temp->next=temp->next->next;//从链表中摘除被删结点
    free(del);//手动释放该结点防止内存泄漏
    return p; 
}

3、查找操作

从头遍历链表。

int searchElem(link* p,int elem){
    //新建一个指针t，初始化为头指针 p
    link*t=p;
    int i=1;
    //由于头节点的存在，因此while中的判断为t->next
    while(t->next){
        t=t->next;
        if(t->elem==elem){
            return i;
        }
        i++;
    }
    //程序执行至此处，表示查找失败
    return -1;
}

4、修改操作

先找到目标位置再更改结点的数据域。

link* changeElem(link* p,int pos,int newElem){
    link* temp=p;
    temp=temp->next;//在遍历之前，temp指向首元结点
    //遍历到待更新结点
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
    }
    temp->elem=newElem;
    return p;
}

5、完整代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
 
typedef struct Link{
    int elem;//数据域 
    struct Link *next;//指针域，用来连接后继元素 
}link;//link为节点名，每个结点都是一个link结构体 
 
link* initLink(){
    link *p=(link*)malloc(sizeof(link));//创建头结点
    link*temp = p;//声明一个指针temp指向头结点，也就是头结点的地址赋值给指针变量(注意这不是头指针而是用来连接数组的临时指针变量)
    //生成链表
    for(int i=1;i<5;i++)
    {
        link *a=(link*)malloc(sizeof(link));//生成一个结点 
        a->elem=i;//给结点的数据域赋值
        a->next=NULL;//指针域设置为空 
        temp->next=a;//上一个结点的指针指向新增结点 
        temp=temp->next;//临时指针向后移动也可写成temp=a 
    } 
    //返回头结点，通过头节点的指针即可找到整个链表
    return p;
} 
 
link* insertElem(link* p,int elem,int pos){
    link* temp = p;//创建临时结点temp
    //首先找到插入位置的上一个结点
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp==NULL){
            printf("插入位置无效\n");
            return p;
        }
    } 
    //创建插入结点c
    link *c=(link*)malloc(sizeof(link));
    c->elem=elem;
    //向链表中插入结点
    c->next = temp->next;
    temp->next=c;
    return p; 
}
 
link* delElem(link*p,int pos){//p是原链表，pos是要删除的元素值 
    link* temp=p;
    //遍历到被删除结点的上一个结点 
    for(int i =1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp->next==NULL){
            printf("没有该结点\n");
            return p;
        }
    } 
    link*del=temp->next;//单独开辟一块空间存放被删结点
    temp->next=temp->next->next;//从链表中摘除被删结点
    free(del);//手动释放该结点防止内存泄漏
    return p; 
}
 
link* changeElem(link* p,int pos,int newElem){
    link* temp=p;
    temp=temp->next;//在遍历之前，temp指向首元结点
    //遍历到待更新结点
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
    }
    temp->elem=newElem;
    return p;
} 
 
int searchElem(link* p,int elem){
    //新建一个指针t，初始化为头指针 p
    link*t=p;
    int i=1;
    //由于头节点的存在，因此while中的判断为t->next
    while(t->next){
        t=t->next;
        if(t->elem==elem){
            return i;
        }
        i++;
    }
    //程序执行至此处，表示查找失败
    return -1;
} 
 
void display(link *p){
    link*temp=p;//将temp指向头结点
    printf("链表中的数据为 : "); 
    //只要temp指针指向的结点的next不是Null，就执行输出语句。
    while(temp->next){
        temp=temp->next;
        printf("%d ",temp->elem);
    } 
    printf("\n");
} 
 
int main()
{
    //初始化链表
    link *p = initLink();
    display(p); 
    printf("在第4的位置插入元素5：\n");
    p = insertElem(p, 5, 4);
    display(p);
    printf("删除元素3:\n");
    p = delElem(p, 3);
    display(p);
    printf("查找元素2的位置为：\n");
    int address = searchElem(p, 2);
    if (address == -1) {
        printf("没有该元素");
    }
    else {
        printf("元素2的位置为：%d\n", address);
    }
    printf("更改第3的位置上的数据为7:\n");
    p = changeElem(p, 3, 7);
    display(p);
    return 0;
}

输出结果：