网站定制开发是什么,外贸营销网站建设公司,门户网站定制,淄博网站建设与推广萌新的学习笔记#xff0c;写错了恳请斧正。 目录 链表的定义 链表的分类 方向#xff08;单向还是双向#xff09; 头节点#xff08;哨兵节点#xff09;的有无 循环或不循环 8种分类 不带头单向不循环链表的实现 带头单向循环链表的实现 链表与顺序表的差异 链…萌新的学习笔记写错了恳请斧正。 目录 链表的定义 链表的分类 方向单向还是双向 头节点哨兵节点的有无 循环或不循环 8种分类 不带头单向不循环链表的实现 带头单向循环链表的实现 链表与顺序表的差异 链表的定义 链表是一种基于指针的物理结构不连续而逻辑结构连续的数据结构。大概就是说把一个一个数据存放在一个一个节点中每一个节点可能创建在内存的不同区域但是每个节点都包括了至少一个指向下一个节点的指针。这样我们就可以通过指针来按顺序找到整个链表的数据。 我们一般创建一个结构体类型作为链表的节点结构体的成员包括若干数据和若干指针其中数据部分称为链表的数据域指针部分称为链表的指针域。有些指针属于数据要具体分析其功能 链表的分类 方向单向还是双向 链表可以是单向的也可以是双向的。 单向代表链表每个节点的指针域指向其下一个节点可以顺着指针一路向后寻找而不能反过来向前寻找而双向链表的节点一般有两个指针一个指向后一个节点另一个指向前一个节点。 头节点哨兵节点的有无 头结点本身不存储任何实际的数据元素而是作为链表的第一个节点存在其主要作用是指向链表的第一个实际存储数据的节点。使用头结点的好处在于可以使链表的插入和删除操作更加统一和简洁因为即使是在链表的开头进行操作也不需要对链表进行特殊处理从而避免了一些边界条件的检查。 在不带头结点的链表中插入新的第一个元素或删除现有的第一个元素时需要特别处理链表的头指针这可能会使代码变得复杂且容易出错。而在带有头结点的链表中无论插入或删除操作发生在链表的哪个位置操作流程都是统一的因为头结点为链表提供了一个统一的入口。 循环或不循环 如果链表的最后一个节点再次指向整个链表的第一个节点哨兵节点或数据节点那么这个链表就是循环的。循环的结构可以为实现很多比较复杂的数据处理功能带来便利。 8种分类 所以从上面3个角度考虑链表一共可以分为8种排列组合但是最常用的有两种不带头单向不循环链表简称单链表、带头双向循环链表。 这两种链表中单链表结构最简单但是一般不会直接使用而是作为一些更复杂的数据结构的子结果也频繁出现在试题中。 而带头双向循环链表则是实际作为链表使用最频繁的在实现诸多功能上都存在明显优势。 下面是8种链表的示意图 不带头单向不循环链表的实现 头文件SList.h //不带头单向不循环链表(single linked list)#pragma once#include stdio.h #include stdlib.h #include assert.h//单链表节点的值类型 typedef int SLDataType;//单链表节点 typedef struct SListNode {SLDataType data;struct SListNode* next; } SListNode;//单链表的初始化 #define SListInit(pList) SListNode* pList NULL//单链表的销毁 void SListDestory(SListNode** ppList);//单链表的头插 void SListPushFront(SListNode** ppList, SLDataType x); //单链表的尾插 void SListPushBack(SListNode** ppList, SLDataType x);//单链表指定位置后插入 void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLDataType x); //单链表指定位置前插入 void SListInsertBefore(SListNode** ppList, SListNode* pos, SLDataType x);//单链表的头删 void SListPopFront(SListNode** ppList); //单链表的尾删 void SListPopBack(SListNode** ppList);//单链表删除指定位置的节点 void SListErase(SListNode** ppList, SListNode* pos); //单链表指定位置后删除 void SListEraseAfter(SListNode* pos); //单链表指定位置前删除 void SListEraseBefore(SListNode** ppList, SListNode* pos);//单链表删除所有指定值的节点 void SListRemove(SListNode** ppList, SLDataType x);//单链表查找 SListNode* SListFind(SListNode* pList, SLDataType x); //单链表中间节点 SListNode* SListFindMidNode(SListNode* pList);//单链表的长度 int SListSize(SListNode* pList); //单链表的判空 int SListEmpty(SListNode* pList);//单链表打印 void SListPrint(SListNode* pList);//单链表逆序 void SListReverse(SListNode** ppList);//单链表冒泡排序 void SListBubbleSort(SListNode** pList);//合并两个有序链表 SListNode* SListMerge(SListNode* pList1, SListNode* pList2); 源文件SList.c #include SList.h//单链表的销毁 void SListDestory(SListNode** ppList) {//断言assert(ppList);SListNode* cur *ppList;while (cur){SListNode* next cur-next;free(cur);cur next;}*ppList NULL; }//新节点申请 SListNode* SListBuyNode(SLDataType x) {SListNode* newNode (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));if (newNode NULL){perror(malloc);exit(EXIT_FAILURE);}newNode-data x;newNode-next NULL;return newNode; }//单链表的头插 void SListPushFront(SListNode** ppList, SLDataType x) {//断言assert(ppList);SListNode* newNode SListBuyNode(x);newNode-next *ppList;*ppList newNode; } //单链表的尾插 void SListPushBack(SListNode** ppList, SLDataType x) {//断言assert(ppList);SListNode* newNode SListBuyNode(x);if (*ppList NULL){*ppList newNode;}else{SListNode* cur *ppList;while (cur-next){cur cur-next;}cur-next newNode;} }//单链表指定位置后插入 void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLDataType x) {//断言assert(pos);SListNode* newNode SListBuyNode(x);newNode-next pos-next;pos-next newNode; } //单链表指定位置前插入 void SListInsertBefore(SListNode** ppList, SListNode* pos, SLDataType x) {//断言assert(ppListpos);if (*ppList NULL || *ppList pos) //空链表或者pos为头节点{SListPushFront(ppList, x);}else{SListNode* cur *ppList;while (cur-next ! pos){cur cur-next;}SListNode* newNode SListBuyNode(x);newNode-next cur-next;cur-next newNode;} }//单链表的头删 void SListPopFront(SListNode** ppList) {//断言assert(ppList);if (*ppList NULL){return;}else{SListNode* next (*ppList)-next;free(*ppList);*ppList next;} } //单链表的尾删 void SListPopBack(SListNode** ppList) {//断言assert(ppList);if (*ppList NULL){return;}else if ((*ppList)-next NULL){free(*ppList);*ppList NULL;}else{SListNode* cur *ppList;while (cur-next-next){cur cur-next;}free(cur-next);cur-next NULL;} }//单链表删除指定位置的节点 void SListErase(SListNode** ppList, SListNode* pos) {//断言assert(ppListpos);if (*ppList NULL){return;}else if (*ppList pos){SListPopFront(ppList);}else{SListNode* cur *ppList;while (cur-next ! pos){cur cur-next;}cur-next pos-next;free(pos);} } //单链表指定位置后删除 void SListEraseAfter(SListNode* pos) {//断言assert(pos);if (pos-next NULL){return;}else{SListNode* next pos-next-next;free(pos-next);pos-next next;} } //单链表指定位置前删除 void SListEraseBefore(SListNode** ppList, SListNode* pos) {//断言assert(ppListpos);if (*ppList NULL || *ppList pos) //空链表或者pos为头节点{return;}else if ((*ppList)-next pos) //pos为第二个节点{SListPopFront(ppList);}else{SListNode* cur *ppList;while (cur-next-next ! pos){cur cur-next;}free(cur-next);cur-next pos;} }//单链表删除所有指定值的节点 void SListRemove(SListNode** ppList, SLDataType x) {//断言assert(ppList);if (*ppList NULL){return;}else{SListNode* cur *ppList;while (cur-next){if (cur-next-data x){SListNode* next cur-next-next;free(cur-next);cur-next next;}else{cur cur-next;}}if ((*ppList)-data x){SListPopFront(ppList);}} }//单链表查找 SListNode* SListFind(SListNode* pList, SLDataType x) {//断言assert(pList);SListNode* cur pList;while (cur){if (cur-data x){return cur;}cur cur-next;}return NULL; } //单链表中间节点 SListNode* SListFindMidNode(SListNode* pList) {//断言assert(pList);SListNode* fast pList;SListNode* slow pList;while (fast fast-next){fast fast-next-next;slow slow-next;}return slow; }//单链表的长度 int SListSize(SListNode* pList) {//断言assert(pList);int count 0;SListNode* cur pList;while (cur){count;cur cur-next;}return count; } //单链表的判空 int SListEmpty(SListNode* pList) {return pList NULL ? 1 : 0; }//单链表打印 void SListPrint(SListNode* pList) {//断言assert(pList);SListNode* cur pList;while (cur){printf(%d-, cur-data);cur cur-next;}printf(NULL\n); }//单链表逆序 void SListReverse(SListNode** ppList) {//断言assert(ppList);if (*ppList NULL || (*ppList)-next NULL){return;}else{SListNode* cur *ppList;SListNode* next cur-next;SListNode* nextNext next-next;while (next){next-next cur;cur next;next nextNext;if (nextNext){nextNext nextNext-next;}}(*ppList)-next NULL;*ppList cur;} }//单链表冒泡排序 void SListBubbleSort(SListNode** pList) {//断言assert(pList);if (*pList NULL || (*pList)-next NULL){return;}else{SListNode* tail NULL; //尾节点while (tail ! *pList) //只有一个节点时tail*pList{SListNode* cur *pList; //当前节点SListNode* next cur-next; //下一个节点SListNode* prev NULL; //当前节点的前一个节点while (next ! tail) //只有两个节点时nexttail{if (cur-data next-data) //交换{if (cur *pList) //头节点交换{cur-next next-next;next-next cur;*pList next;prev next;next cur-next;}else{cur-next next-next;next-next cur;prev-next next;prev next;next cur-next;}}else //不交换{prev cur;cur next;next next-next;}}tail cur;}} }//单链表合并 SListNode* SListMerge(SListNode* pList1, SListNode* pList2) {if (!pList1){return pList2;}if (!pList2){return pList1;}SListNode* newList NULL;SListNode* cur1 pList1;SListNode* cur2 pList2;SListNode* cur NULL;while (cur1 cur2){if (cur1-data cur2-data){if (!newList){newList cur cur1;}else{cur-next cur1;cur cur-next;}cur1 cur1-next;}else{if (!newList){newList cur cur2;}else{cur-next cur2;cur cur-next;}cur2 cur2-next;}}if (cur1){cur-next cur1;}else{cur-next cur2;}return newList; } 带头单向循环链表的实现 头文件List.h //带头双向不循环链表List#pragma once#include stdio.h #include stdlib.h #include assert.h//定义数据类型 typedef int LTDataType;//定义链表节点 typedef struct ListNode {LTDataType data;struct ListNode* next;struct ListNode* prev; } ListNode;//申请节点 ListNode* BuyListNode(LTDataType x);//初始化链表 ListNode* ListInit(void); //销毁链表 void ListDestory(ListNode** pphead);//打印 void ListPrint(ListNode* phead);//尾插 void ListPushBack(ListNode* phead, LTDataType x); //头插 void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x);//尾删 void ListPopBack(ListNode* phead); //头删 void ListPopFront(ListNode* phead);//查找 ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x);//在pos位置之后插入x void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x); //删除pos位置的节点 void ListErase(ListNode* pos);源文件List.c #include List.h//申请节点 ListNode* BuyListNode(LTDataType x) {ListNode* newnode (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if (newnode NULL){perror(malloc);exit(EXIT_FAILURE);}newnode-data x;newnode-next newnode-prev NULL;return newnode; }//初始化链表 ListNode* ListInit(void) {ListNode* phead BuyListNode((LTDataType)0);phead-next phead-prev phead;return phead; } //销毁链表 void ListDestory(ListNode** pphead) {//断言assert(pphead);if (*pphead NULL){return;}ListNode* phead *pphead;ListNode* cur phead-next;while (cur ! phead){ListNode* next cur-next;free(cur);cur next;}free(phead);*pphead NULL; } //打印 void ListPrint(ListNode* phead) {//断言assert(phead);ListNode* cur phead-next;printf(head-);while (cur ! phead){printf(%d-, cur-data);cur cur-next;}printf(tail\n); }//尾插 void ListPushBack(ListNode * phead, LTDataType x) {//断言assert(phead);ListNode* tail phead-prev;ListNode* newnode BuyListNode(x);newnode-next phead;newnode-prev tail;tail-next newnode;phead-prev newnode; } //头插 void ListPushFront(ListNode* phead, LTDataType x) {//断言ListNode* newnode BuyListNode(x);newnode-next phead-next;newnode-prev phead;phead-next-prev newnode;phead-next newnode; }//尾删 void ListPopBack(ListNode* phead) {//断言assert(phead);ListNode* tail phead-prev;ListNode* prev tail-prev;prev-next phead;phead-prev prev;free(tail); } //头删 void ListPopFront(ListNode* phead) {//断言assert(phead);ListNode* first phead-next;ListNode* second first-next;phead-next second;second-prev phead;free(first); }//查找 ListNode* ListFind(ListNode* phead, LTDataType x) {//断言assert(phead);ListNode* cur phead-next;while (cur ! phead){if (cur-data x){return cur;}cur cur-next;}return NULL; }//在pos位置之后插入x void ListInsert(ListNode* pos, LTDataType x) {//断言assert(pos);ListNode* newnode BuyListNode(x);newnode-next pos-next;newnode-prev pos;pos-next-prev newnode;pos-next newnode; } //删除pos位置的节点 void ListErase(ListNode* pos) {//断言assert(pos);ListNode* prev pos-prev;ListNode* next pos-next;prev-next next;next-prev prev;free(pos); } 链表与顺序表的差异 区别链表顺序表物理结构不连续连续随机访问通过下标任意的访问节点不支持O(N)支持O(1)任意位置插入删除只需要修改指针的方向即可可能需要大量挪移数据效率低下容量没有容量的概念需要管理容量扩容应用场景频繁发生任意位置插入时需要高效频繁访问各节点元素时缓存命中意味着CPU访问内存的效率低高