单链表的接口实现

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一、链表的概念及结构
- 1.1 概念
- 1.2 结构
二、链表的接口实现
三、多文件实现

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https://github.com/Kyrie-leon/Data_Structures/tree/main/ListNode

一、链表的概念及结构

1.1 概念

链表是一种物理结构上非连续、非顺序的存储结构，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。

1.2 结构

在这里插入图片描述

二、链表的接口实现

2.1 链表的存储定义

typedef int SLTDataType;

//单链表的定义
typedef struct SListNode
{
    
    
	SLTDataType data;	
	struct SListNode * next; //next指向当前节点的下一个节点
}SListNode;

2.2 动态申请一个节点

申请一个节点首先使用malloc开辟一块结构内存
然后将数据元素x放入data数据区
将next置空


//2.2 动态申请一个节点
SListNode * BuyListNode(SLTDataType x)
{
    
    
	
	SListNode * plist=(SListNode *)malloc(sizeof(SListNode));
	//判断申请是否成功
	if (plist==NULL)
	{
    
    
		printf("申请新节点失败\n");
		exit(-1);
	}
	plist->data = x;
	plist->next = NULL;
	return plist;
}

2.3 单链表打印

//2.3 单链表打印
void SListPrint(SListNode * plist)
{
    
    

	//打印链表
	while (plist)
	{
    
    
		printf("%d->", plist->data);
		plist = plist->next;	//节点指向下一个
	}
	printf("NULL\n");
}

2.4 单链表尾插

首先申请一个新节点
判断链表是否为空，如果为空则直接将新节点插入
不是空的话，遍历链表找到尾节点
找到后，申请新节点，让原链表尾节点指向新节点

注意：由于尾插可能存在空链表的情况，因此当链表为空时传入一级指针不会改变链表的状态，所以传入二级指针。

//2.4 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDataType x)
{
    
    
	//申请一个新节点
	SListNode* NewNode = BuyListNode(x);

	//判断链表是否为空，如果为空则申请节点直接插入，否则找到尾节点插入
	if ((*pplist) == NULL)
	{
    
    
		*pplist = NewNode;
	}
	else
	{
    
    
		//定义一个当前节点tail去找链表的尾节点
		SListNode* tail = *pplist;

		//遍历节点找尾节点
		while (tail->next)
		{
    
    
			tail = tail->next;
		}

		//尾节点的next指向新节点
		tail->next = NewNode;
	}

}

2.5 单链表头插

首先申请新节点
判断链表是否为空，若为空直接插入
不为空，让NewNode的next指向Plist，然后让Plist指向NewNode

//2.5 单链表头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDataType x)
{
    
    
	//申请新节点
	SListNode * NewNode = BuyListNode(x);
	//判断链表是否空
	if (*pplist == NULL)
	{
    
    
		//链表为空直接插入
		*pplist = NewNode;

	}
	else 
	{
    
    
		NewNode->next = *pplist;	//新节点next指向pplist
		*pplist=NewNode;			//更新头结点
	}

}

2.6 单链表尾删

尾删有三种情况：

单链表为空则返回
单链表只有一个节点，直接删除
单链表有一个以上节点，定义两个指针，一个指向尾节点，一个指向尾节点前的一个节点。首先找到尾节点删除，

然后将prev的next置空

//2.6 单链表尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
    
    
	//1.单链表为空
	if (*pplist == NULL)
	{
    
    
		return;
	}
	//2.单链表只有一个节点
	else if((*pplist)->next==NULL)
	{
    
    
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	//3.单链表有一个以上节点
	else
	{
    
    
		//tali指向第1个节点，prev为空
		SListNode * prev = NULL;
		SListNode * tail = *pplist;

		
		//遍历链表找到尾节点
		while (tail->next!=NULL)
		{
    
    
			//注意先后顺序，prev先走才不会丢失节点
			//prev向后走一个节点
			prev = tail;
			//tail向后走一个节点
			tail = tail->next;
		}
		//删除尾节点
		free(tail);
		//prev作为新的尾节点
		prev->next = NULL;

	}
}

2.7 单链表头删

链表三种情况同上
首先找到头结点，
在这里插入图片描述
让*pplist指向下一个节点
删除头结点

//2.7 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
    
    
	//1.空单链表
	if (*pplist == NULL)
	{
    
    
		return;
	}
	//2.一个节点
	else if ((*pplist)->next == NULL)
	{
    
    
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	//3.一个以上
	else
	{
    
    

		SListNode * phead = *pplist;
		//现移动删除后的头结点
		*pplist = phead->next;
		//再释放原来的头结点
		free(phead);
	}
}

2.8 单链表查找

//2.8 单链表查找
SListNode * SListFind(SListNode * plist, SLTDataType x)
{
    
    
	SListNode * cur = plist;
	//1.空链表直接返回
	//遍历链表
	while (cur)
	{
    
    
		//如果找节点值等于x则返回
		if (x == cur->data)
		{
    
    
			return cur;
		}
		//没找到继续遍历
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

2.9 单链表任意位置之后插入

在pos位置之后插入新节点容易实现，首先让新节点指向当前节点cur的下一个节点，然后让cur当前节点指向新节点
在这里插入图片描述

//2.9 单链表在任意位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x)
{
    
    
	assert(pos);
	SListNode * newNode = BuyListNode(x);
	newNode->next = pos->next;
	pos->next = newNode;
}

2.10 单链表删除任意位置之后的值

在这里插入图片描述

//2.10 单链表删除任意位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
    
    
	assert(pos);
	if (pos->next)
	{
    
    
		SListNode * next = pos->next;	//找到pos位置后面的节点保存起来，防止删除后丢失
		pos->next = next->next;			//pos位置节点指向next后的节点
		free(next);		//释放pos后的节点
	}
}

三、多文件实现

3.1 ListNode.h

#ifndef _LISTNODE_H
#define _LISTNODE_H

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int SLTDataType;

//单链表的定义
typedef struct SListNode
{
    
    
	SLTDataType data;	//data
	struct SListNode * next; //next指向当前节点的下一个节点
}SListNode;


//动态申请一个节点
SListNode * BuyListNode(SLTDataType x);
//单链表打印
void SListPrint(SListNode * plist);
//单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDataType x);
//单链表头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDataType x);
//单链表尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);
//单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);
//单链表查找
SListNode * SListFind(SListNode * plist, SLTDataType x);
//单链表在任意位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x);
//单链表删除任意位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos);
//单链表的销毁
void SListDestory(SListNode* plist);


#endif

3.2 ListNode.c

#include "ListNode.h"

//2.2 动态申请一个节点
SListNode * BuyListNode(SLTDataType x)
{
    
    
	
	SListNode * plist=(SListNode *)malloc(sizeof(SListNode));
	//判断申请是否成功
	if (plist==NULL)
	{
    
    
		printf("申请新节点失败\n");
		exit(-1);
	}
	plist->data = x;
	plist->next = NULL;
	return plist;
}

//2.3 单链表打印
void SListPrint(SListNode * plist)
{
    
    

	//打印链表
	while (plist)
	{
    
    
		printf("%d->", plist->data);
		plist = plist->next;	//节点指向下一个
	}
	printf("NULL\n");
}

//2.4 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDataType x)
{
    
    
	//申请一个新节点
	SListNode* NewNode = BuyListNode(x);

	//判断链表是否为空，如果为空则申请节点直接插入，否则找到尾节点插入
	if ((*pplist) == NULL)
	{
    
    
		*pplist = NewNode;
	}
	else
	{
    
    
		//定义一个当前节点tail去找链表的尾节点
		SListNode* tail = *pplist;

		//遍历节点找尾节点
		while (tail->next)
		{
    
    
			tail = tail->next;
		}

		//尾节点的next指向新节点
		tail->next = NewNode;
	}

}

//2.5 单链表头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDataType x)
{
    
    
	//申请新节点
	SListNode * NewNode = BuyListNode(x);
	//判断链表是否空
	if (*pplist == NULL)
	{
    
    
		//链表为空直接插入
		*pplist = NewNode;

	}
	else 
	{
    
    
		NewNode->next = *pplist;	//新节点next指向pplist
		*pplist=NewNode;			//更新头结点
	}

}

//2.6 单链表尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist)
{
    
    
	//1.单链表为空
	if (*pplist == NULL)
	{
    
    
		return;
	}
	//2.单链表只有一个节点
	else if((*pplist)->next==NULL)
	{
    
    
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	//3.单链表有一个以上节点
	else
	{
    
    
		//tali指向第1个节点，prev为空
		SListNode * prev = NULL;
		SListNode * tail = *pplist;

		
		//遍历链表找到尾节点
		while (tail->next!=NULL)
		{
    
    
			//注意先后顺序，prev先走才不会丢失节点
			//prev向后走一个节点
			prev = tail;
			//tail向后走一个节点
			tail = tail->next;
		}
		//删除尾节点
		free(tail);
		//prev作为新的尾节点
		prev->next = NULL;

	}
}

//2.7 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist)
{
    
    
	//1.空单链表
	if (*pplist == NULL)
	{
    
    
		return;
	}
	//2.一个节点
	else if ((*pplist)->next == NULL)
	{
    
    
		free(*pplist);
		*pplist = NULL;
	}
	//3.一个以上
	else
	{
    
    

		SListNode * phead = *pplist;
		//现移动删除后的头结点
		*pplist = phead->next;
		//再释放原来的头结点
		free(phead);
	}
}

//2.8 单链表查找
SListNode * SListFind(SListNode * plist, SLTDataType x)
{
    
    
	SListNode * cur = plist;
	//1.空链表直接返回
	//遍历链表
	while (cur)
	{
    
    
		//如果找节点值等于x则返回
		if (x == cur->data)
		{
    
    
			return cur;
		}
		//没找到继续遍历
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

//2.9 单链表在任意位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDataType x)
{
    
    
	assert(pos);
	SListNode * newNode = BuyListNode(x);
	newNode->next = pos->next;
	pos->next = newNode;
}

//2.10 单链表删除任意位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
    
    
	assert(pos);
	if (pos->next)
	{
    
    
		SListNode * next = pos->next;	//找到pos位置后面的节点保存起来，防止删除后丢失
		pos->next = next->next;			//pos位置节点指向next后的节点
		free(next);		//释放pos后的节点
	}
}

3.3 test.c

#include "ListNode.h"


//测试单链表的头尾删除
void TestListNode1()
{
    
    
	SListNode * Plist=NULL;	//定义一个单链表

	//测试申请一个节点
	Plist = BuyListNode(1);

	//打印链表测试
	SListPrint(Plist);

	//2.4 单链表尾插测试
	SListPushBack(&Plist, 2);
	SListPushBack(&Plist, 3);
	SListPushBack(&Plist, 4);
	SListPushBack(&Plist, 5);
	SListPrint(Plist);

	//2.5 单链表头插
	SListPushFront(&Plist, -1);
	SListPrint(Plist);

	//单链表尾删
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPopBack(&Plist);	
	//SListPopBack(&Plist);	
	//SListPopBack(&Plist);
	//SListPrint(Plist);

	//单链表头删
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPopFront(&Plist);
	//SListPrint(Plist);

	//2.8 单链表查找
	SListNode * pos = SListFind(Plist, 3);
	SListPrint(pos);

	//2.9 单链表在任意位置之后插入x
	SListInsertAfter(pos, 30);
	SListPrint(Plist);

	//2.10 单链表删除任意位置之后的值
	SListEraseAfter(pos);
	SListPrint(Plist);


}



int main()
{
    
    
	TestListNode1();
	system("pause");
	return 0;
}

数据结构——单链表接口实现(C语言)

单链表的接口实现

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一、链表的概念及结构

1.1 概念

1.2 结构

二、链表的接口实现

2.1 链表的存储定义

2.2 动态申请一个节点

2.3 单链表打印

2.4 单链表尾插

2.5 单链表头插

2.6 单链表尾删

2.7 单链表头删

2.8 单链表查找

2.9 单链表任意位置之后插入

2.10 单链表删除任意位置之后的值

三、多文件实现

3.1 ListNode.h

3.2 ListNode.c

3.3 test.c

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