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单链表(动态链表)及C实现

单链表(动态链表)及C实现

作者: e26f55e7ec23 | 来源:发表于2018-07-22 23:11 被阅读7次

    数据随机分布在内存中的各个位置,这种存储结构称为线性表的链式存储。
    由于分散存储,为了能够体现出数据元素之间的逻辑关系,每个数据元素在存储的同时,要配备一个指针,用于指向它的直接后继元素,即每一个数据元素都指向下一个数据元素(最后一个指向NULL(空))。

    链表中数据元素的构成

    每个元素本身由两部分组成:

    1).本身的信息,称为“数据域”;
    2).指向直接后继的指针,称为“指针域”。
    

    两部分信息组成数据元素的存储结构,称之为“结点”。n个结点通过指针域相互链接,组成一个链表。

    1.结构体定义

        typedef struct Link{
            char elem;//代表数据域
            struct Link * next;//代表指针域,指向直接后继元素
        }link;
    

    2.链表创建及赋值

        link * initLink(int arr[]){
            link * p=(link*)malloc(sizeof(link));//创建一个头结点
            link * temp=p;//声明一个指针指向头结点,用于遍历链表
            //生成链表
            for (int i=1; i<arr.length; i++)  
           {
                link *a=(link*)malloc(sizeof(link));
                a->elem=arr[i];
                a->next=NULL;
                temp->next=a;
                temp=temp->next;
            }
            return p;
        }
    

    2.链表中查找某结点

        int selectElem(link * p,int elem){
            link * t=p;
            int i=1;
            while (t->next) {
                t=t->next;
                if (t->elem==elem) {
                    return i;
                }
                i++;
            }
            return -1;
        }
    

    3.更改链表中某结点的数据

    //更新函数,add 表示更改结点在链表中的位置,newElem 为新的数据域的值
    link *amendElem(link * p,int add,int newElem){
        link * temp=p;
        temp=temp->next;//在遍历之前,temp指向首元结点
        //遍历到被删除结点
        for (int i=1; i<add; i++) {
            temp=temp->next;
        }
        temp->elem=newElem;
        return p;
    }
    

    4.向链表中插入结点

    插入种类:
    链表中插入头结点,根据插入位置的不同,分为3种:

    1).插入到链表的首部,也就是头结点和首元结点中间;
    2).插入到链表中间的某个位置;
    3).插入到链表最末端;
    

    插入方法:
    虽然插入位置有区别,都使用相同的插入手法。分为两步:

    1).将新结点的next指针指向插入位置后的结点;
    2).将插入位置前的结点的next指针指向插入结点;
    
        link * insertElem(link * p,int elem,int add){
            link * temp=p;//创建临时结点temp
            //首先找到要插入位置的上一个结点
            for (int i=1; i<add; i++) {
                if (temp==NULL) {
                    printf("插入位置无效\n");
                    return p;
                }
                temp=temp->next;
            }    
            //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;
        }
    

    5.从链表中删除节点

    删除方法:
    当需要从链表中删除某个结点时,需要进行两步操作:

    1).将结点从链表中摘下来;
    2).手动释放掉结点,回收被结点占用的内存空间;
    

    使用malloc函数申请的空间,一定要注意手动free掉。否则在程序运行的整个过程中,申请的内存空间不会自己释放(只有当整个程序运行完了以后,这块内存才会被回收),造成内存泄漏.

        link * delElem(link * p,int add){
            link * temp=p;
            //temp指向被删除结点的上一个结点
            for (int i=1; i<add; i++) {
                temp=temp->next;
            }
            link * del=temp->next;//单独设置一个指针指向被删除结点,以防丢失
            temp->next=temp->next->next;//删除某个结点的方法就是更改前一个结点的指针域
            free(del);//手动释放该结点,防止内存泄漏
            return p;
        }
    

    完整代码

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #define linksize 6
    
    typedef struct Link{
        int elem;
        struct Link *next;
    }link;
    
    link *initLink();
    //生成链表
    link *insertElem(link *p,int elem,int add);
    //链表插入函数:p为链表,elem为插入元素,add为插入位置
    link *delElem(link *p,int add);
    //链表删除函数:p为链表,add为删除位置
    int selectElem(link *p,int elem);
    //链表元素查找函数:p为链表,elem为将要查的元素,函数返回值为该元素所在位置
    link *amendElem(link * p,int add,int newElem);
    //更新结点的函数,newElem为新的数据域的值
    void dispLink(link *p);
    //输出链表所有元素
    
    link *initLink()
    {
        link *p=(link*)malloc(sizeof(link));//创建一个头节点
        link *temp=p;//声明一个指针指向头结点,用于遍历链表
        //生成链表
        int i;
        for(i=0;i<linksize;i++)
        {
            link *a=(link*)malloc(sizeof(link));
            a->elem=i+1;//元素赋值
            a->next=NULL;//可选
            temp->next=a;//与前一个节点链接
            temp=temp->next;//temp节点后移,为增加下个节点做准备
        }
        return p;
    }
    
    link *insertElem(link *p,int elem,int add)
    {
        link *temp=p;//创建临时节点
        int i;
        //找到插入位置的前一个节点
        for(i=1;i<add;i++)
        {
            if(temp==NULL)
            {
                printf("插入位置无效.\n");
                return p;
            }
            temp=temp->next;
        }
        //创建插入节点
        link *c=(link*)malloc(sizeof(link));
        c->elem=elem;
        //向链表插入节点
        c->next=temp->next;
        temp->next=c;
        return p;
    }
    
    link *delElem(link *p,int add)
    {
        link *temp=p;
        //找到删除位置的前一个节点
        int i;
        for(i=1;i<add;i++)
        {
            temp=temp->next;
        }
        link *del=temp->next;//存放删除节点的数据
        temp->next=temp->next->next;//删除节点
        free(del);
        return p;
    }
    int selectElem(link *p,int elem)
    {
        link *k=p;
        int i=0;
        while(k->next)
        {
            k=k->next;
            if(k->elem==elem)
            {
                return i;
    
            }
            i++;
        }
        return -1;
    }
    
    link *amendElem(link *p,int add,int newElem)
    {
        link *temp=p;
        temp=temp->next;//temp指向首节点
        //temp指向删除节点
        int i;
        for(i=0;i<add;i++)
        {
            temp=temp->next;
        }
        temp->elem=newElem;
        return p;
    }
    
    void dispLink(link *p)
    {
        link *temp=p;
        while(temp->next)
        {
            //注意头节点哦
            temp=temp->next;
            printf("%d",temp->elem);
        }
    }
    
    void main()
    {
        //初始化链表
        printf("初始化链表为:");
        link *p=initLink();
        dispLink(p);
    
        printf("\n在第4位置插入元素6:");
        p=insertElem(p,6,4);
        dispLink(p);
    
        printf("\n删除元素3:");
        p=delElem(p,3);
        dispLink(p);
    
        printf("\n查找元素值为2的位置:");
        int address=selectElem(p,2);
        if(address==-1)
            printf("\n无此元素。");
        else
            printf("目标元素位置:%d",address);
        printf("\n更改第3位元素为7:");
        p=amendElem(p,3,7);
        dispLink(p);
    }
    
    

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