【数据结构】链表 详解

我们不废话，直入正题。

引入

什么是链表？

来看看百度怎么说：

链表是一种物理存储单元上非连续、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。链表由一系列结点（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。 相比于线性表顺序结构，操作复杂。由于不必须按顺序存储，链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

可以发现：

每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度，比另一种线性表顺序表快得多，但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间，而线性表和顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。

这些，就是链表的特性。

这就是链表的概念图。Blue、Yellow、Red 这 3 个字符串作为数据被存储于链表的数据域中。每个数据都有 1 个 “指针”，它指向下一个数据的内存地址，这被称为指针域。

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了解完概念，我们就要来看看基本操作了。

一.创建

上面看到：

每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

一个结点，可用一个结构体存储（此处表示为Lnode）。

数据域就很简单，我们通常用再搞一个结构体来存储。

而指针呢？

在链表的创建中，我们需要添加一个指向下一个节点的指针，这个指针保存的是下一个节点的地址。

那么指针的类型是什么呢？当然是Lnode了，因为指针指向的，是下一个结点。

下面引入一段话来帮助理解：

将某个变量赋值给指针，实际上就是将这个变量的地址赋值给指针，或者反过来说，指针中存储了这个变量的内存地址，指向了这个变量，通过指针就能找到这个变量。

那么，就可以实现了。

struct Lnode{
    ElemType data;//数据域
    struct Node *next;//指针域
};

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二.初始化

说是初始化，实际上是在创建结点。那么，只需开辟一个类型为Lnode的空间即可。

如何开辟空间？

我们需要一个new。

new是什么？

new其实就是计算机开辟一段新的空间，但是和一般的声明不同的是，new开辟的空间在堆上，而一般声明的变量存放在栈上。通常来说，当在局部函数中new出一段新的空间，该段空间在局部函数调用结束后仍然能够使用，可以用来向主函数传递参数。另外需要注意的是，new的使用格式，new出来的是一段空间的首地址。所以一般需要用指针来存放这段地址。
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版权声明：本内容为CSDN博主「柒笙歌」的原创
原文链接： https://blog.csdn.net/m0_72542983/article/details/128977214

算了，不乱说了，自己搜搜看吧！然后，接着来。

真正的初始化

不过，这个结点后面还没有其它的结点，因此其指针域的指向应该是空的。

这里，我们用NULL表示。

NULL是什么？

Null是在计算中具有保留的值，用于指示 指针不引用有效对象。

这句话很显然的点明了。

在C++中，NULL可以直接赋值给指针。因此就很简单了！

代码实现

void InitList(Lnode* &L)//初始化 
{
    L=new Lnode;
    L->next=NULL;
}

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三.判断是否为空链表

首先，我们要知道，什么是空链表？

空链表:链表中无元素。(头指针和头结点仍在)

也就是说，头结点的指针域的指向为空

那么，就非常简单了。

bool check(Lnode* L)//判断是否为空 
{
    if(L->next==NULL) return 0;//空 
    return 1;
}

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四.清空链表（不留头结点）

用一个L表示当前头结点，用p表示当前节点。

每次就将p转到L的下一个，然后释放L，在将L变为p。以此不断循环，直到p为空。

代码如下：

void xiaohui(linklist &L)//全部删掉 (不留头结点)
{
    Lnode *p;//linklist L
    while(p)
    {
        L=p;
        p=p->next;
        free(L);
    }
} 

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五.变成空表（留头结点）

这与上面的只有一个区别。题目写得很清楚：留头结点。

那么我们只用q替代L，帮p探路。那么，在p为NULL时，我们还可知道原来的头结点的指针——就是L

好，上代码：

void qk(linklist &L)//变成空表（留头结点） 
{
    Lnode *p,*q;//linklist L
    q=L->next;
    while(p)
    {
        p=q;
        q=q->next;
        free(p);
    }
    L->next=NULL; 
}

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五.查找、访问

相对于数组，链表的数据是分散储存于数组的随机位置的。

因为数据都是分散存储的，所以如果想要访问 数据，只能从第1个数据开始，顺着指针的指 向一一往下访问（这便是顺序访问）。比如，想 要找到Red这一数据，就得从Blue开始访问。

这之后，还要经过 Yellow，我们才能找到 Red。

也比较基础，上代码！

int cz(linklist L,char mz[])//查找 
{
    Lnode *p=L->next;
    while(p)
    {
        if(strcmp(mz,p->data.name)==0) break;
        p=p->next;
    }
    if(!p)
    {
        return 0;
    }
    return 1;
}

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六.添加

如果想要添加数据，只需要改变添加位置前后 的指针指向就可以，非常简单。比如，在Blue 和Yellow之间添加Green。

将 Blue 的指针指向的位置变成 Green，然后再 把Green的指针指向Yellow，数据的添加就大功告成了。

代码如下：

int cr(linklist &L,int x,ElemType e)//插入
{
    int i=0;
    Lnode *p=L;
    while(p&&i<x-1)
    {
        p=p->next;
        i++;
    }
    Lnode *s=new Lnode;
    s->data=e;
    s->next=p->next;
    p->next=s;
    return 1;
}

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七.删除

数据的删除也一样，只要改变指针的指向就可 以，比如删除Yellow。

这时，只需要把 Green 指针指向的位置从 Yellow 变成 Red，删除就完成了。但是， Yellow 本身还存储在 内存中，需要把它释放掉（可以用free数组）

看代码：

int cr(linklist &L,int x,ElemType &e)//删除第x个节点，并返回删除值 
{
    int i=1;
    Lnode *p=L->next,*t;
    while(p&&i<x-1)
    {
        p=p->next;
        i++;
    }
    t=p->next;
    p->next=p->next->next;
    free(t);
    return 1;
}

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基本操作汇总

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef struct student{
    char name[8];
    int num;
    int cj;
}ElemType;
typedef struct Lnode{
    ElemType data;
    struct Lnode *next;
}Lnode,*linklist;
void InitList(linklist &L)//初始化 
{
    L=new Lnode;
    L->next=NULL;
}
bool check(linklist L)//判断是否为空 
{
    if(L->next==NULL) return 0;//空 
    return 1;
}
void xiaohui(linklist &L)//全部删掉 
{
    Lnode *p;//linklist L
    while(p)
    {
        L=p;
        p=p->next;
        free(L);
    }
}
void qk(linklist &L)//变成空表（留头结点） 
{
    Lnode *p,*q;//linklist L
    q=L->next;
    while(p)
    {
        p=q;
        q=q->next;
        free(p);
    }
    L->next=NULL; 
}
int bc(linklist &L)//链表的长度
{
    int s=0;
    Lnode *p;
    p=L->next;
    while(p)
    {
        s++;
        p=p->next;
    }
    return s;
}
int qz(linklist &L,int x,ElemType &a)//取第x个的值
{
    int i=1; 
    Lnode *p=L->next;
    while(p&&i<x)
    {
        p=p->next;
        i++;
    }
    if(!p)
    {
        return 0;
    }
    a=p->data;
    return 1;
}
int cz(linklist L,char mz[])//查找 
{
    Lnode *p=L->next;
    while(p)
    {
        if(strcmp(mz,p->data.name)==0) break;
        p=p->next;
    }
    if(!p)
    {
        return 0;
    }
    return 1;
}
int cr(linklist &L,int x,ElemType e)//插入
{
    int i=0;
    Lnode *p=L;
    while(p&&i<x-1)
    {
        p=p->next;
        i++;
    }
    Lnode *s=new Lnode;
    s->data=e;
    s->next=p->next;
    p->next=s;
    return 1;
}
int cr(linklist &L,int x,ElemType &e)//删除第x个节点，并返回删除值 
{
    int i=1;
    Lnode *p=L->next,*t;
    while(p&&i<x-1)
    {
        p=p->next;
        i++;
    }
    t=p->next;
    p->next=p->next->next;
    free(t);
    return 1;
}
int tc(int n,linklist &L)//建立头插法
{
    Lnode *p;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        p=new Lnode;
        //cin>>p->data;
        p->next=L->next;
        L->next=p;
    }
}
int tc(int n,linklist &L)//建立尾插法
{
    Lnode *p,*r=L;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        p=new Lnode;
        p->next=NULL;
        //cin>>p->data;
        r->next=p;
        r=p;
    }
} 
int main()
{
    
}

最后

因为太懒了，就拖了很久，今天开网，终于发布了，麻烦来个三连，谢谢！