线性表的链式存储

原创

wx633288bd5c53e 2022-09-27 13:36:13 博主文章分类：数据结构与算法（C语言描述） ©著作权

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单链表：

一种逻辑连续但物理地址不一定连续的线性存储结构；
多多读读书上的对单链表的文字性描述；

typedef int DataType;
typedef struct linkList{
  DataType data; //数据域
  struct linkList* next;  //指针域 
  
}LinkList,*List;

包括data数据域和next指针域；
List 相当于 struct linkList * ，指针类型；
看个人喜好编辑指针！！！
链表也分带头结点的链表和不带头结点的链表；
通常用一个“头指针”来表示一个线性链表；

1、初始化链表

其实就是为了给头结点申请个开始地址！！！

List LinitList(){/*初始化链表函数，设置一个头指针，并将链表设置为空*/ 
  LinkList *L;
  L = (List)malloc(sizeof(LinkList));//建立头结点 
  L->next = NULL;//置单链表L为空 
  return L;
}

用法就是：定义一个头指针，返回出其申请的地址

List head; // 链表指针结点（是指针变量哦，后面就不在多说了）
/*上面一句也可写成   LinkList *head ;*/
head = LinitList();

2、单链表的建立

头插法

/头插法，建立线性链表从空表开始，每读入一个有效数据就要申请结点s，并将新的结点链接在头结点之后,所以会倒序输出/

算法思想：首先要申请一个地址空间（指针），然后给这个结点（指针）的数值域赋值，然后再给这个结点的指针域将头结点的指针域给其赋值，然后将申请的新结点给赋值给头结点上的指针域（也就是指针指向），依次类推；

void CreateList(List head,int n){
/*头插List head == LinkList* head*/

  List s;//储存新结点 
  int i;
  printf("请输入%d个数字",n);
  for(i=0;i<n;i++){
    s = (List)malloc(sizeof(LinkList));//创建新的 结点地址 
    scanf("%d",&s->data);  //给 此结点的数值域赋值 
    s->next = head->next;  //即 将新的结点化为头结点 
    head->next = s;      //将 新节点插入在头结点之后 
  }
  printf("建立链表操作成功\n");
}

需要注意的是下面这两个核心语句的顺序不能颠倒

s->next = head->next;  
head->next = s;

尾插法
算法思想：首先理解，我输入的S结点的尾指针变量是需要设置为空NULL，给这个指针变量的指针域赋值其新申请的S地址再让这个尾指针永远指向最后一个结点，依次循环。（实在理解不了就需要背咯）

void CreateListL(List head,int n){
  /*尾插法建立链表函数*/
  List s,last;
  int i;
  last = head;
  printf("请输入%d个数字",n);
  for(i=0;i<n;i++){
    s = (List)malloc(sizeof(LinkList));//创建新的 结点地址 
    scanf("%d",&s->data);  //给 此结点的数值域赋值 
    s->next = NULL;      //即 将新的结点指针域为空 
    last->next = s;      //将 新节点插入在头结点之后
    last = s; 
  }
  printf("建立链表操作成功\n");    
}

3、链表的输出

算法思想：在这个单链表中最后的一个结点的指针域是NULL的，那么从知道链表的第一个结点开始，通过检索指向下一个结点的指针域从而访问下一个结点的数值域。

void DisPlay(list head){
  list s = head->next;
  while(s != NULL){
    printf("%d\t",s->data);
    s = s->next;//指向下一个结点 
  }
  printf("\n");
}

4、求表长操作

int LengthList(list head){
  list s = head->next;
  int len = 0;
  while(s != NULL){
    s = s->next;
    len++;
  }
  return len;
}

5、查找操作

按值查找：从链表的第一个元素结点开始依次对比各个数据域，若与需找相等的则循环结束，否则继续比较直到结束，还得判断其指针域不能为空。
求链表的长度函数：

int LengthList(list head){
  list s = head->next;
  int len = 0;
  while(s != NULL){
    s = s->next;
    len++;
  }
  return len;
}

void Locate(list head,DataType x){
  list s = head->next;
  int i=1;
  while(s->data != x && s->next != NULL){
    s = s->next;
    i++;
  }
  if(s!=NULL){
    printf("在链表的第%d位找到值为%d的结点\n",i,x); 
  }else{
    printf("未找到值为%d的结点\n");
  } 
}

思考：
根据上段代码风格，为什么此处的 i 要赋值为1呢？
（提示：结合限制条件 + while语法规则）

按序号查找：

void SearchList(list head,int i){
  list s = head;
  int j=0;
  if(i > LengthList(head)){
    printf("查找位置已超出链表长度最大值\n");
  }
  while(s->next != NULL && j<i){
    s = s->next;
    j++;
  }
  if(j==i){
    printf("在链表的第%d位找到值为%d的结点\n",i,s->data); 
  }
}

（注意此处的 LengthList(head) 表示单链表的长度）

6、插入操作

（只在链表内部插入）

void InsList(list head,int i,DataType x){
  list p,s;
  int j=0;
  p = head;
  while(p->next != NULL && j<i-1){//只能在链表内插入 
    p = p->next;   //找到这个需要插入的结点位置p 
    j++;
  }
  if(p != NULL){
    s = (list)malloc(sizeof(LinkList));
    s->data = x;
    s->next = p->next;
    p->next = s;
    printf("掺入元素成功\n"); 
  }else{
    printf("插入元素失败\n");
  }
}

7、删除操作

void DelList(list head,int i){
  /*按位置删除链表中元素位置*/
  list p,s;
  int j=0;
  DataType x;
  p = head;
  while(p->next != NULL && j<i-1){//只能在链表内插入 
    p = p->next;   //找到这个需要插入的结点位置p 
    j++;
  }
  if(p->next != NULL && j==i-1){
    s = p->next;
    x = s->data;
    p->next = s->next;
    free(s);
    printf("删除第%d位上的元素%d成功\n",i,x); 
  }else{
    printf("删除结点位置错误，删除失败\n");
  }
}

8、菜单

void Menu(){
  printf("\t\t顺序表的各种操作\n");
  printf("======================================\n");
  printf("\t1——建立\n");
  printf("\t2——插入\n");
  printf("\t3——删除\n");
  printf("\t4——按位置查找\n");
  printf("\t5——按元素值查找\n");
  printf("\t6——求链表的长度 \n");
  printf("\t0——返回\n");
  printf("======================================\n");
  printf("请输入菜单号（0-6）：\n");
}

9、完整的操作代码如下：

void Menu(){
  printf("\t\t顺序表的各种操作\n");
  printf("======================================\n");
  printf("\t1——建立\n");
  printf("\t2——插入\n");
  printf("\t3——删除\n");
  printf("\t4——按位置查找\n");
  printf("\t5——按元素值查找\n");
  printf("\t6——求链表的长度 \n");
  printf("\t0——返回\n");
  printf("======================================\n");
  printf("请输入菜单号（0-6）：\n");
}
int main() {
  list head;
  char ch1='y',ch2,b;
  DataType x;
  int n,i;
  while(ch1 == 'y'||ch1 == 'Y'){
    Menu();
    scanf("%c",&ch2);
    getchar();
    switch(ch2){
      case '1':
        head = InitList();
        printf("请输入需要建立线性表的长度:");
        scanf("%d",&n);
        CreatListL(head,n);
        printf("建立后的线性表为：");
        DisPlay(head);
        break;
      case '2':
        printf("请输入要插入元素的位置：");
        scanf("%d",&n);
        printf("请输入要插入的元素值：");
        scanf("%d",&i);
        InsList(head,n,i);
        printf("插入后的链表为：");
        DisPlay(head);
        break;
      case '3':
        printf("请输入要删除元素的位置：");
        scanf("%d",&i);
        DelList(head,i);
        printf("删除后的链表为：");
        DisPlay(head);
        break;
      case '4':
        printf("请输入要查找元素的位置：");
        scanf("%d",&i);
        SearchList(head,i);
        break;
      case '5':
        printf("请输入要查找的整数：");  
        scanf("%d",&n);
        Locate(head,n);
        break;
      case '6':
        printf("线性表的长度为：%d",LengthList(head));
      case '0':
        ch1 = 'n';
        printf("已退出程序!!!"); 
        break;
      default :
        printf("输入有误，请按0-6进行选择！\n");
        
    }
    if(ch2 != '0'){
//      getchar();
//      printf("\n按r/R键结束，按任意键返回主菜单！\n");
//      scanf("%c",&b);
//      if(b == 'R'||b== 'r'){
//        ch1 = 'n';
//      }
      getchar();
      printf("\n按回车键继续/结束，按任意键返回主菜单！\n");
      scanf("%c",&b);
      getchar();
      if(b == '\xA'){
        ch1 = 'n';
      }
    }  
  } 
  return 0;
}