链表

1.链表的概念及结构

概念：连表示一种屋里存储结构上的非连续，非吮吸的储存结构，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。

物理上：1.链式结构在逻辑上是连续的，但在物理上不一定连续。

2.现实中的节点一般都是从对上申请出来的。

3.从对上申请空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续。

2.链表的分类

1.单向或者双向

2.带头或者不带头

3.循环或者非循环

共计8种

最常用的两种链表：无头单向非循环链表  和  带头双向循环链表

1.无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际更多是作为其他数据结构的子结构，如：哈希桶，图的邻链表。另外在笔试中出现很多。

2.带头双向循环链表：结构最复杂，一般用于单独存储数据。实际中使用的链表结构，都涉及带头双向循环链表。另外，这个结构看似复杂，实际使用代码实现会带来很多优势，实现反而更简单。

3.链表的实现

无头单向非循环链表

建立结构体变量

typedef int SLDataType;//方便更改数据类型
typedef struct SList
{
	SLDataType data;
	struct SList* next;//节点，存下一个链表的地址。
}SList;

链表不需要单独封装一个函数初始化

1.链表打印

基本思路：1）断言指针

2）为空直接打印NULL

3）创建临时变量，判断条件 cur！=NULL

void SListPrint(SList* phead)
{
	if (phead == NULL)
		printf("NULL\n");
	else
	{
		SList* cur = phead;//一般情况下不要动头节点。
		while (cur != NULL)//为空结束循环
		{
			printf("%d->", cur->data);
			cur = cur->next;
		}
		printf("NULL\n");
	}
}

2.创建一个新的节点

后续插入数据都需要创建新新节点，独立封装一个函数是最优解。

基本思路：1）malloc节点，判断节点是否成功创建，否就直接终止程序。

2）结构体成员初始化。

SList* BuySListNode(SLDataType x)
{
//创建一个节点
	SList* tmp = (SList*)malloc(sizeof(SList));
	if (tmp == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);//直接退出程序
	}
	else
	{
		SList* newnode = tmp;
		//初始化
		newnode->data = x;
		newnode->next = NULL;
		return newnode;
	}
}

2.尾插数据

基本思路：1）创建一个新节点

2）传递指针要传递二级指针，创建变量创建的是结构体指针，修改数据要在地址上修改。

3）判断链表是否为空，为空直接赋值，不为空找到为节点，链接上即可。

配图：

代码实现：

void SListPushBack(SList** pphead, SLDataType x)
{
	//不需要断言。
	//创建一个节点。
	SList* newnode = BuySListNode(x);
	//如果为空，直接赋值
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		//遍历链表，找到尾节点
		SList* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)//下一个节点为空，上一个节点就是尾节点。
		{
			tail = tail->next;//找下一个节点
		}
		tail->next = newnode;
		//新节点初始化时指针是指NULL，可以不用二次链接
	}
}

 

3.头插数据

基本思路：1）创建新节点

2）判断空与非空，是否需要额外讨论。

画图：

1）非空

2）空

两者无区别

代码：

void SListPushFront(SList** pphead, SLDataType x)
{
	SList* newnode = BuySListNode(x);
	//plist非空
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
	//为空时不需要额外讨论，画图解释。
}

 

4.尾删数据

基本思路：1）断言

2）链表为空，直接返回

3）找到尾节点，free掉

i.只有2个节点，尾删就是置空头节点。

ii.多个节点，采用双指针的方法prev,tail

画图：

1）链表为空 return;

2)链表有2个节点

3）链表有多个节点

prev->next = tail->next(NULL);

free(tail);

代码：

void SListPopBack(SList** pphead)
{
	assert(pphead);
	//空节点
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	else if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	//多个节点
	else
	{
		SList* tail = (*pphead)->next;
		SList* prev = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
			prev = prev->next;
		}
		free(tail);
		prev->next = NULL;
	}
}

5.头删数据

基本思路：1）修改传递二级指针

2）如果是空节点直接返回

3）优良二或多个节点，创建一个next指针，保存头节点的

     下一个节点，free掉头节点，将头节点换成next

画图：

当只有一个节点的时候，next= NULL,改变与多个节点的情况相同，不需要额外讨论。

代码：

void SListPopFront(SList** pphead)
{
	assert(pphead);
	//空节点
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	else
	{
		//两个或多个节点
		SList* next = (*pphead)->next;
		free(*pphead);
		*pphead = next;
	}
}

 

6.查找x

基本思路：1）断言，防止传递空指针

2）遍历查找x，找到返回节点，找不到返回NULL

实现代码：

SList* SListFind(SList* phead, SLDataType x)
{
	assert(phead);
	SList* cur = phead;
	while (phead != NULL)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		else
			cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

7.在pos后插入x

基本思路：1）断言pos，以防传递空指针

2）创建新的节点newnode

3）进行插入的两种思路

思路一：创建临时变量tmp 保存pos->next节点，随便链接即可。

思路二：直接链接，但是要注意从后往前链接，防止出现连接未完成，pos找不到原先的pos->next。

void SistInsertAfter(SList* pos, SLDataType x)
{
	assert(pos);
	方法一：
	//SList* tmp = pos->next;//保存节点，以防止pos指向原先的节点失效，引发bug
	//SList* newnode = BuySListNode(x);//插入就要创建新的节点
	//pos->next = newnode;//pos链接新的节点
	//newnode->next = tmp;//实现插入
 
	//方法二：
	SList* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
 
}

8.在pos前插入x

基本思路:1）断言pos;

      2）创建新的节点

      3）分情况讨论

i若是pos指向的是头节点，那就调用头插函数接口。

ii一般情况，创建一个cur指针变量，找到pos前的节点，进行插入，与7相似的处理手段。

实现代码：

void SListInsertBefore(SList** pphead,SList* pos, SLDataType x)
{
	assert(pos);
	SList* newnode = BuySListNode(x);
	if (pos == *pphead)
	{
		SListPushFront(pphead,x);
	}
	else
	{
		SList* cur = *pphead;
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = newnode;
		newnode->next = pos;
	}
}

9.删除pos后的节点

基本思路：1）断言pos

2）创建临时节点next,记录pos->next，即要free的节点

3）进行链接pos 和 next->next

4）坑点，若pos后面为空，那么就会出现next->next访问出错，就需要处理下。

使用if语句进行处理。

画图：

代码实现：

void SListPopAfter(SList* pos)
{
	assert(pos);
	if (pos->next != NULL)//pos后为NULL就不执行代码
	{
		SList* next = pos->next;
		pos->next = next->next;
		free(next);
		next = NULL;
	}
	/*else
		printf("pos已经是尾节点了\n");*///单纯测试代码
}

 

10.删除pos前的节点

基本思路：1）断言

2）分情况讨论：

i.pos如果是头节点，直接返回

ii.如果是两个节点，那就直接调用头删函数解决

iii.如果是多个节点，创建cur节点，cur->next->next为pos时，就是要找的cur

    free节点。

3）由于使用一般情况的节点数必须超过3个，所以<3的就需要额外讨论。

画图：

i

ii

iii

代码实现：

void SListPopBefore(SList* pos,SList** pphead)
{
	assert(pos);
	//一个
	if (pos == *pphead)
	{
		return;
	}
	else if ((*pphead)->next == pos)
	{
		SListPopFront(pphead);
	}
	else
	{//多个
		SList* cur = *pphead;
		while (cur->next->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		
		SList* prev = cur->next;
		cur->next = pos;
		free(prev);
		prev = NULL;
	}
}

11.删除pos位置的值

基本思路：1）断言pos和pphead

2）分类讨论

i如果pos指向的是头节点，那就调用头删函数

ii创建临时变量cur遍历链表，找到pos前的节点，记为cur，链接cur和pos->next

free掉pos

画图：

代码实现：

void SListPopPos(SList** pphead, SList* pos)
{
	assert(pphead&&pos);
	if (pos == *pphead)
	{
		SListPopFront(pphead);
	}
	else 
	{
		SList* cur = *pphead;
		while (cur->next != pos)//找到pos前的节点
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = pos->next;//链接
		free(pos);//释放pos
		pos = NULL;
	}
}

12.删除链表

基本思路：1）遍历链表，一个节点一个节点的删

2）free前创建临时变量next记录cur->next，循环条件就是cur!=NULL

3)头节点最后置空

void SListDestroy(SList** pphead)
{
	SList* cur = *pphead;
	while (cur)//一个节点一个节点的删
	{
		SList* next = cur->next;
		free(cur);//释放
		cur = next;//循环调整
	}
	*pphead = NULL;
}