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1.链表的基本概念
- 概念：链表是一种线性的数据结构，通过指针将零散的内存块连接起来，链表的没个内存块成为节点。
- 链表的实现方法：链表以结构体为节点（包含数据域和指针域），利用数据域来存储数据，然后将每个节点的指针域都指向下一个节点，以此来实现数据的存储。
//节点示例：
typedef struct node{
int num;//数据域
struct node * next;//指针域
} Node;
- 链表的优缺点（相较于数组而言）：
优点：可以不断扩展链表的长度，删除和插入操作比较方便。
缺点：创建，查找操作较为麻烦。 - 图示：
说明：上图所示的链表是一个无头节点的单链表，关于链表有无头节点的问题我们会在3.3.1中讨论。
2.创建链表
2.1尾插法
-
操作：将新节点不断地插入链表的末尾从而来创建链表。
-
特点：数据的输入顺序与链表的存储顺序相同。
-
代码示例：
Node * create(){
Node *head,*new,*end;
head=end=(Node *) malloc(sizeof(Node));
int x;
while(scanf("%d",&x)==1&&x!=-1){
//当输入-1时循环结束
//准备新节点
new=(Node *) malloc(sizeof(Node))；
new->num=x;
new->next=NULL;
end->next=new;//将新节点连接到链表上
end=new;//更新尾结点
}
return head;
}
2.2头插法
- 操作：每次都会将新节点插在头结点之后。
- 特点：数据的输入顺序与链表的存储顺序相反。
- 代码示例：
Node * create(){
Node *head,*new;
head=(Node *) malloc(sizeof(Node));
head->next=NULL;//保障末尾节点的指针域指向NULL
int x;
while(scanf("%d",&x)==1&&x!=-1){
//准备新节点
new=(Node *) malloc(sizeof(Node));
new->num=x;
new->next=head->next;
//将新节点连接到链表上
head->next=new;
}
return head;
}
3.链表的遍历及其增删改查
3.1链表的遍历
- 思路：先定义一个节点让它等于链表的第一个节点，再在遍历时不断对其进行判断，若为NULL则链表到头了应结束循环，若不为NULL则该节点等于链表的下一个节点并继续循环。
- 代码示例：
Node *head=create();
Node *q=head->next;
while(q!=NULL){
printf("%d ",q->num);
q=q->next;//移动节点
}
3.2增加新节点
- 思路：遍历链表找到要插入位置的前一个节点，操作指针插入新节点即可.
- 代码示例：
void insert(Node ** head,int number,int data){
int i=0;
Node *q=(Node *) malloc(sizeof(Node));
q->num=data;
Node *p=head;
while(p!=NULL){
if(i==number){
q->next=p->next;
p->next=q;
break;
}else{
i++;
p=p->next;
}
}
}
说明：该函数第一个参数是链表头的地址，第二个参数是要插入的位置，第三个参数是新节点的数据。而第一个参数之所以是链表头的地址而非是链表头是因为：假若你想要插入到第0个节点之后（第一个节点之前），那么就要操作头结点的指针了，为了使在函数中的操作能影响到链表头，所以传入的是链表头的地址。
3.3删除节点
3.3.1按位删除节点
- 思路：删除节点的关键在于找到要删除节点的前驱节点，然后通过改变前驱节点的指针域来完成删除操作。
- 代码示例：
void delete(Node ** head,int number){
//与3.2同理
int i=1;
Node *p=head,*q=p->next;
while(q!=NULL){
if(number==i){
p->next=q->next;
free(q);//释放内存
break;
}else {
i++;
p=q;
q=q->next;
}
}
}
说明：这里我们就要讲解一下链表有无头结点的区别了，从开始到现在我们使用的都是有头结点的链表，而头结点一般是不存放数据的，那为什么还要有头结点呢？
事实上头结点的存在是为了方便我们操作链表的，就比如说删除节点的这一操作：假设我现在要删除的就是第一个节点，那么按照思路我么也是要先找到它的前驱节点的，而倘若是无头节点的链表，第一个节点前也就不存在节点；而倘若是有头结点的链表就会轻而易举的得到它的前驱节点了。
3.3.2按数据删除节点
- 思路：和3.3.1一样的原理，不过这里我们要注意：我们删除的可能不止一个节点，而当我们删除了一个节点之后，我们维系的前后指针关系就会被破坏，因此每当我们删除一个接点之后要及时恢复前后指针的关系。
- 代码示例：
void delete(Node ** head,int number){
Node *p=head,*q=p->next;
while(q!=NULL){
if(q->num==number){
p->next=q->next;
free(q);
q=p->next;//恢复前后节点的关系
}else {
p=q;
q=q->next;
}
}
}
3.4修改数据
- 思路：遍历链表找到需要改变数据的节点修改其数据即可。
- 代码示例：相信你自己一定能够实现，我这里就省略了。
3.5查找数据
- 思路：遍历链表根据条件进行查找即可。
- 代码示例：略.
4.链表的升序合并，冒泡排序，逆置
4.1升序合并
- 思路：定义两个指针指向两个链表的首节点，再拿这两个节点进行比较，找出较小的节点存储起来，然后指向该链表的指针后移一位。重复上述操作，直到有一个指针为空，再将另一个链表中的剩余节点补在已存储节点之后即可。
- 图示：
- 代码示例：
//由于思路中有重复操作的思想所以这里采用递归的方法实现
Node * merge(Node *head1,Node *head2){
if(head1==NULL){
return head2;
}else if(head2==NULL){
return head1;
}else {
if(head1->num<head2->num){
head1->next=merge(head1->next,head2);
return head1;
}else {
head2->next=merge(head1,head2->next);
return head2;
}
}
}
注意：该函数的两个参数均为无头结点的链表，返回值也是一个无头节点的链表。
4.2冒泡排序
- 思路：与数组的冒泡排序思想基本一致，不过这里在做交换时，可以交换节点也可以交换数据，其中最容易出错的就是交换节点了。废话不多说直接上代码。
- 代码示例（交换节点）：
void sort(Node * head){
Node *p,*prep,*tail;//p为当前节点，prep为p的前驱节点，tail控制循环的深度
tail=NULL;
while(head->next!=tail){
prep=head;
p=head->next;
while(p->next!=tail){
if(p->num>p->next->num){
//这里只需先删除p节点，再往p->next后插入一个p节点即可
prep->next=p->next;
p->next=p->next->next;
prep->next->next=p;
//当你交换了节点之后prep和p的前后关系就被打破了，这里要做调整
prep=prep->next;
continue;
}
p=p->next;
prep=prep->next;
}
tail=p;//p之后的节点已为有序
}
}
4.3逆置
- 思路：我们需准备好当前节点的前驱结点以及一个用于暂存的节点，我们可以用暂存节点暂存当前节点的下一节点，然后将当前节点指向前驱结点，前驱结点后移，再利用暂存节点继续进行循环直至链表结束。
- 代码示例：
Node * reverse(Node *head){
Node *pre,*temp;
pre=NULL;
while(head!=NULL){
temp=head->next;//暂存下一节点
head->next=pre;//将当前节点指向前驱节点
pre=head;//前驱节点后移
head=temp;//利用暂存节点继续进行循环
}
return pre;
}
注意：该函数的参数为无头节点的链表，返回的也是一个无头节点的链表。