学习心得:链表的操作(C语言实现)

     今天将给大家讲述链表的学习心得。学习数据结构,毋庸置疑链表必须学好,后面的栈、队列、树、图都是以链表为基础的;链表的种类很多,有单链表、双链表、循环链表、非循环链表;在此,我们以非循环单链表为例,来讲链表的创建、求长度、排序、插入和排序。

1.什么是链表

     链表我的理解要包含以下特征:(1).由n个节点离散分配;(2).每个节点通过指针连接(3)每一个节点由一个前驱节点和一个后驱节点(4).首节点没有前驱节点,尾节点没有后驱节点;

     满足上面的4条,我们就称为链表;链表既然由很多个节点,那节点又由什么组成?节点由两个部分组成,一是数据域,用来存放有效数据;二是指针域,用来指向下一个节点;下面用C语言来构建链表数据结构,首先应该构造出节点,然后再把所有的节点连起来,就构成了链表;

(1)节点的构造

        

  1. typedef struct Node  
  2. {  
  3.     int data;//数据域,用来存放数据域;  
  4.     struct Node *pNext;//定义一个结构体指针,指向下一次个与当前节点数据类型相同的节点  
  5. }NODE,*PNODE;  //NODE等价于 struct Node; PNODE等价于struct Node *; 此处用大写是为了与变量区分,可以让人容易变出是个数据类型  
typedef struct Node
{
    int data;//数据域,用来存放数据域;
    struct Node *pNext;//定义一个结构体指针,指向下一次个与当前节点数据类型相同的节点
}NODE,*PNODE;  //NODE等价于 struct Node; PNODE等价于struct Node *; 此处用大写是为了与变量区分,可以让人容易变出是个数据类型
    typedef 只是给数据类型取个别名,即 typedef  数据类型  别名;我们知道struct Node 是我们定义的数据类型;

(2)链表的创建

     在创建链表之前,我们需要需要了解一下专业术语:

   首节点:存放第一个有效数据的节点;

   尾节点:存放最后一个有效数据的节点;

   头节点:头节点的数据类型与首节点的数据类型相同,并且头节点是首节点前面的那个节点,并不存放有效数据;头节点的存在只是为了方便链表的操作。

   头指针:指向头节点的指针;

   尾指针:指向尾节点的指针;

首先,我们应该创建一个头节点,并用头指针指向它,用C语言描述:用malloc向计算机申请一块内存,并定义一个指向与头节点数据类型相同的指针(一定要判断申请内存是否成功);

然后,要知道要创建链表的长度,用一个循环来每次创建一个节点,并把每个节点连在一起;

  

假如我们要在头节点phead后面插入节点p:

(1)把头节点的指针域指向P节点,即pHead->pNext=p;

(2)把p节点的指针域指向NULL,即p->pNext=NULL;

这样就可以了吗? 想想我们就可以发现,当我们要插入多个节点时,头节点始终指向最后添加的一个数据,以前的节点通过头指针此时已经找不到了;我们定义一个尾指针pTail,始终用来指向链表的结尾,每次只在pTail后面添加节点。

伪算法:

(1)定义一个尾指针pTail,并初始化,使它指向头节点,即pTail=pHead;

(2)在pTail后面添加节点,修改指针: 

       pTail->pNext=p;  

      p->pNext=NULL;

      pTail=p;              //使pTail指向链表最后一个元素

  1. PNODE Create_List(void)  
  2. {  
  3.     int len;  //存放链表的长度  
  4.     int i;   //循环变量  
  5.     int val;//用来临时存放用户输入的结点的值  
  6.     PNODE List;  
  7.     PNODE pHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));//分配一个头节点  
  8.     if(NULL==pHead)  
  9.     {  
  10.         printf(”Memory allocation failure”);  
  11.         exit(-1);  
  12.     }  
  13.     else  
  14.     {   PNODE pTail=pHead;  
  15.         pHead->pNext=NULL;   
  16.         printf(”please input the length of list: ”);  //需要一个指针始终指向链表的结尾  
  17.         scanf(”%d”,&len);  
  18.         for(i=0;i<len;i++)  
  19.         {  
  20.             PNODE p=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  21.             if(NULL==p)  
  22.             {  
  23.                 printf(”Memory allocation failure”);  
  24.                 exit(-1);  
  25.             }  
  26.             else  
  27.             {     
  28.                 printf(”please input the value of list: ”);  
  29.                 scanf(”%d”,&val);  
  30.                 p->data=val;  
  31.                 pTail->pNext=p;  
  32.                 p->pNext=NULL;  
  33.                 pTail=p;  
  34.             }  
  35.   
  36.         }  
  37.   
  38.   
  39.     }  
  40.     return pHead;  
  41.   
  42. }  
PNODE Create_List(void)
{
    int len;  //存放链表的长度
    int i;   //循环变量
    int val;//用来临时存放用户输入的结点的值
    PNODE List;
    PNODE pHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));//分配一个头节点
    if(NULL==pHead)
    {
        printf("Memory allocation failure");
        exit(-1);
    }
    else
    {   PNODE pTail=pHead;
        pHead->pNext=NULL; 
        printf("please input the length of list: ");  //需要一个指针始终指向链表的结尾
        scanf("%d",&len);
        for(i=0;i<len;i++)
        {
            PNODE p=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));
            if(NULL==p)
            {
                printf("Memory allocation failure");
                exit(-1);
            }
            else
            {   
                printf("please input the value of list: ");
                scanf("%d",&val);
                p->data=val;
                pTail->pNext=p;
                p->pNext=NULL;
                pTail=p;
            }

        }


    }
    return pHead;

}

2.向链表中插入元素


假如要在节点2的前面插入节点p,我们首先要找到节点2的前驱节点1,假设现在q指针指向节点1,则

(1)p->pNext=q->pNext;

(2)q->pNext=p;

程序代码如下:

  1. //链表的第pos有效元素前面插入元素val,首先我们应该找到第pos个元素前面一个元素的位置;  
  2. //当链表有3个元素时,pos=4,将不会进行插入操作  
  3. bool Insert_List(PNODE pHead,int pos,int val)  
  4. {  
  5.     int i=0;  
  6.     PNODE p=pHead;  
  7.     while((NULL!=p)&&(i<pos-1)) //  
  8.     {  
  9.         p=p->pNext;  
  10.         i++;  
  11.     }  
  12.     if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;  
  13.         return false;  
  14.   
  15.     //程序执行到这之后,i=pos-1;p指针指向链表第pos个有效节点的前驱,即指向第pos-1节点;  
  16.     PNODE q=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  17.     q->data=val;  
  18.     q->pNext=p->pNext;  
  19.     p->pNext=q;  
  20.   
  21.   
  22. }  
//链表的第pos有效元素前面插入元素val,首先我们应该找到第pos个元素前面一个元素的位置;
//当链表有3个元素时,pos=4,将不会进行插入操作
bool Insert_List(PNODE pHead,int pos,int val)
{
    int i=0;
    PNODE p=pHead;
    while((NULL!=p)&&(i<pos-1)) //
    {
        p=p->pNext;
        i++;
    }
    if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;
        return false;

    //程序执行到这之后,i=pos-1;p指针指向链表第pos个有效节点的前驱,即指向第pos-1节点;
    PNODE q=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    q->data=val;
    q->pNext=p->pNext;
    p->pNext=q;


}


3.删除链表中的元素


假如要删除节点2,只需要把节点1指针域指针指向节点3,但不要忘记释放节点2所占的内存,否则将会造成内存泄漏;首先必须找到节点2的前驱节点1,假设p指向节点1。

(1)q=p->pNext;   //首先用q保存要删除节点的地址;

(2)p->pNext=q->pNext;   //q->pNext=p->pNext->pNext;   修改指针使节点1指向节点3;

(3)free(q);  //释放节点2所占的内存;

  1. bool Delete_List(PNODE pHead,int pos,int *val)  
  2. {  
  3.     int i=0;  
  4.     PNODE p=pHead;  
  5.     while((NULL!=p)&&(i<pos-1))  
  6.     {  
  7.         p=p->pNext;  
  8.         i++;  
  9.     }  
  10.     if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;  
  11.         return false;  
  12.   
  13.     //程序执行到这之后,i=pos-1;  
  14.     PNODE q=p->pNext;  //q指向待删除的节点;  
  15.     *val=q->data;  
  16.     p->pNext=q->pNext; //修改链表指针指向;  
  17.     free(q);           //释放q所指向节点的内存;  
  18.     q=NULL;//千万不可以忘记,否则会出现野指针;  
  19. }  
bool Delete_List(PNODE pHead,int pos,int *val)
{
    int i=0;
    PNODE p=pHead;
    while((NULL!=p)&&(i<pos-1))
    {
        p=p->pNext;
        i++;
    }
    if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;
        return false;

    //程序执行到这之后,i=pos-1;
    PNODE q=p->pNext;  //q指向待删除的节点;
    *val=q->data;
    p->pNext=q->pNext; //修改链表指针指向;
    free(q);           //释放q所指向节点的内存;
    q=NULL;//千万不可以忘记,否则会出现野指针;
}

4.链表元素的排序

快速排序和冒泡排序的思想对于链表这个数据结构同样适用,下面是一个用选择排序来实现链表的排序;

  1. //链表有效元素的个数  
  2. int Length_List(PNODE pHead)  
  3. {   int len=0;  //定义变量要记得初始化;  
  4.     PNODE p=pHead->pNext;  
  5.     while(NULL!=p)  
  6.     {  
  7.         len++;  
  8.         p=p->pNext;  
  9.     }  
  10.     return len;  
  11.   
  12. }  
//链表有效元素的个数
int Length_List(PNODE pHead)
{   int len=0;  //定义变量要记得初始化;
    PNODE p=pHead->pNext;
    while(NULL!=p)
    {
        len++;
        p=p->pNext;
    }
    return len;

}


  1. //对链表中的元素进行排序  
  2. void Sort_List(PNODE pHead)  
  3. {  
  4.     int i,j;  
  5.     int temp;  
  6.     int len=Length_List(pHead);  
  7.     PNODE p,q;//指向链表第一个有效元素  
  8.   
  9.     for(i=0,p=pHead->pNext;i<len-1;i++,p=p->pNext)  
  10.     {  
  11.         for(j=i+1,q=p->pNext;j<len;j++,q=q->pNext)  
  12.         {  
  13.             //交换数据  
  14.             if(p->data>q->data)  
  15.             {  
  16.                 temp=p->data;  
  17.                 p->data=q->data;  
  18.                 q->data=temp;  
  19.             }  
  20.         }  
  21.     }  
  22. }  
//对链表中的元素进行排序
void Sort_List(PNODE pHead)
{
    int i,j;
    int temp;
    int len=Length_List(pHead);
    PNODE p,q;//指向链表第一个有效元素

    for(i=0,p=pHead->pNext;i<len-1;i++,p=p->pNext)
    {
        for(j=i+1,q=p->pNext;j<len;j++,q=q->pNext)
        {
            //交换数据
            if(p->data>q->data)
            {
                temp=p->data;
                p->data=q->data;
                q->data=temp;
            }
        }
    }
}

和数组排序很像,只是这里需要两个指针p、q不停地移动,来获取链表中的数据元素;

                </div>

     今天将给大家讲述链表的学习心得。学习数据结构,毋庸置疑链表必须学好,后面的栈、队列、树、图都是以链表为基础的;链表的种类很多,有单链表、双链表、循环链表、非循环链表;在此,我们以非循环单链表为例,来讲链表的创建、求长度、排序、插入和排序。

1.什么是链表

     链表我的理解要包含以下特征:(1).由n个节点离散分配;(2).每个节点通过指针连接(3)每一个节点由一个前驱节点和一个后驱节点(4).首节点没有前驱节点,尾节点没有后驱节点;

     满足上面的4条,我们就称为链表;链表既然由很多个节点,那节点又由什么组成?节点由两个部分组成,一是数据域,用来存放有效数据;二是指针域,用来指向下一个节点;下面用C语言来构建链表数据结构,首先应该构造出节点,然后再把所有的节点连起来,就构成了链表;

(1)节点的构造

        

  1. typedef struct Node  
  2. {  
  3.     int data;//数据域,用来存放数据域;  
  4.     struct Node *pNext;//定义一个结构体指针,指向下一次个与当前节点数据类型相同的节点  
  5. }NODE,*PNODE;  //NODE等价于 struct Node; PNODE等价于struct Node *; 此处用大写是为了与变量区分,可以让人容易变出是个数据类型  
typedef struct Node
{
    int data;//数据域,用来存放数据域;
    struct Node *pNext;//定义一个结构体指针,指向下一次个与当前节点数据类型相同的节点
}NODE,*PNODE;  //NODE等价于 struct Node; PNODE等价于struct Node *; 此处用大写是为了与变量区分,可以让人容易变出是个数据类型
    typedef 只是给数据类型取个别名,即 typedef  数据类型  别名;我们知道struct Node 是我们定义的数据类型;

(2)链表的创建

     在创建链表之前,我们需要需要了解一下专业术语:

   首节点:存放第一个有效数据的节点;

   尾节点:存放最后一个有效数据的节点;

   头节点:头节点的数据类型与首节点的数据类型相同,并且头节点是首节点前面的那个节点,并不存放有效数据;头节点的存在只是为了方便链表的操作。

   头指针:指向头节点的指针;

   尾指针:指向尾节点的指针;

首先,我们应该创建一个头节点,并用头指针指向它,用C语言描述:用malloc向计算机申请一块内存,并定义一个指向与头节点数据类型相同的指针(一定要判断申请内存是否成功);

然后,要知道要创建链表的长度,用一个循环来每次创建一个节点,并把每个节点连在一起;

  

假如我们要在头节点phead后面插入节点p:

(1)把头节点的指针域指向P节点,即pHead->pNext=p;

(2)把p节点的指针域指向NULL,即p->pNext=NULL;

这样就可以了吗? 想想我们就可以发现,当我们要插入多个节点时,头节点始终指向最后添加的一个数据,以前的节点通过头指针此时已经找不到了;我们定义一个尾指针pTail,始终用来指向链表的结尾,每次只在pTail后面添加节点。

伪算法:

(1)定义一个尾指针pTail,并初始化,使它指向头节点,即pTail=pHead;

(2)在pTail后面添加节点,修改指针: 

       pTail->pNext=p;  

      p->pNext=NULL;

      pTail=p;              //使pTail指向链表最后一个元素

  1. PNODE Create_List(void)  
  2. {  
  3.     int len;  //存放链表的长度  
  4.     int i;   //循环变量  
  5.     int val;//用来临时存放用户输入的结点的值  
  6.     PNODE List;  
  7.     PNODE pHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));//分配一个头节点  
  8.     if(NULL==pHead)  
  9.     {  
  10.         printf(”Memory allocation failure”);  
  11.         exit(-1);  
  12.     }  
  13.     else  
  14.     {   PNODE pTail=pHead;  
  15.         pHead->pNext=NULL;   
  16.         printf(”please input the length of list: ”);  //需要一个指针始终指向链表的结尾  
  17.         scanf(”%d”,&len);  
  18.         for(i=0;i<len;i++)  
  19.         {  
  20.             PNODE p=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  21.             if(NULL==p)  
  22.             {  
  23.                 printf(”Memory allocation failure”);  
  24.                 exit(-1);  
  25.             }  
  26.             else  
  27.             {     
  28.                 printf(”please input the value of list: ”);  
  29.                 scanf(”%d”,&val);  
  30.                 p->data=val;  
  31.                 pTail->pNext=p;  
  32.                 p->pNext=NULL;  
  33.                 pTail=p;  
  34.             }  
  35.   
  36.         }  
  37.   
  38.   
  39.     }  
  40.     return pHead;  
  41.   
  42. }  
PNODE Create_List(void)
{
    int len;  //存放链表的长度
    int i;   //循环变量
    int val;//用来临时存放用户输入的结点的值
    PNODE List;
    PNODE pHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));//分配一个头节点
    if(NULL==pHead)
    {
        printf("Memory allocation failure");
        exit(-1);
    }
    else
    {   PNODE pTail=pHead;
        pHead->pNext=NULL; 
        printf("please input the length of list: ");  //需要一个指针始终指向链表的结尾
        scanf("%d",&len);
        for(i=0;i<len;i++)
        {
            PNODE p=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));
            if(NULL==p)
            {
                printf("Memory allocation failure");
                exit(-1);
            }
            else
            {   
                printf("please input the value of list: ");
                scanf("%d",&val);
                p->data=val;
                pTail->pNext=p;
                p->pNext=NULL;
                pTail=p;
            }

        }


    }
    return pHead;

}

2.向链表中插入元素


假如要在节点2的前面插入节点p,我们首先要找到节点2的前驱节点1,假设现在q指针指向节点1,则

(1)p->pNext=q->pNext;

(2)q->pNext=p;

程序代码如下:

  1. //链表的第pos有效元素前面插入元素val,首先我们应该找到第pos个元素前面一个元素的位置;  
  2. //当链表有3个元素时,pos=4,将不会进行插入操作  
  3. bool Insert_List(PNODE pHead,int pos,int val)  
  4. {  
  5.     int i=0;  
  6.     PNODE p=pHead;  
  7.     while((NULL!=p)&&(i<pos-1)) //  
  8.     {  
  9.         p=p->pNext;  
  10.         i++;  
  11.     }  
  12.     if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;  
  13.         return false;  
  14.   
  15.     //程序执行到这之后,i=pos-1;p指针指向链表第pos个有效节点的前驱,即指向第pos-1节点;  
  16.     PNODE q=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));  
  17.     q->data=val;  
  18.     q->pNext=p->pNext;  
  19.     p->pNext=q;  
  20.   
  21.   
  22. }  
//链表的第pos有效元素前面插入元素val,首先我们应该找到第pos个元素前面一个元素的位置;
//当链表有3个元素时,pos=4,将不会进行插入操作
bool Insert_List(PNODE pHead,int pos,int val)
{
    int i=0;
    PNODE p=pHead;
    while((NULL!=p)&&(i<pos-1)) //
    {
        p=p->pNext;
        i++;
    }
    if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;
        return false;

    //程序执行到这之后,i=pos-1;p指针指向链表第pos个有效节点的前驱,即指向第pos-1节点;
    PNODE q=(PNODE)malloc(sizeof(NODE));
    q->data=val;
    q->pNext=p->pNext;
    p->pNext=q;


}


3.删除链表中的元素


假如要删除节点2,只需要把节点1指针域指针指向节点3,但不要忘记释放节点2所占的内存,否则将会造成内存泄漏;首先必须找到节点2的前驱节点1,假设p指向节点1。

(1)q=p->pNext;   //首先用q保存要删除节点的地址;

(2)p->pNext=q->pNext;   //q->pNext=p->pNext->pNext;   修改指针使节点1指向节点3;

(3)free(q);  //释放节点2所占的内存;

  1. bool Delete_List(PNODE pHead,int pos,int *val)  
  2. {  
  3.     int i=0;  
  4.     PNODE p=pHead;  
  5.     while((NULL!=p)&&(i<pos-1))  
  6.     {  
  7.         p=p->pNext;  
  8.         i++;  
  9.     }  
  10.     if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;  
  11.         return false;  
  12.   
  13.     //程序执行到这之后,i=pos-1;  
  14.     PNODE q=p->pNext;  //q指向待删除的节点;  
  15.     *val=q->data;  
  16.     p->pNext=q->pNext; //修改链表指针指向;  
  17.     free(q);           //释放q所指向节点的内存;  
  18.     q=NULL;//千万不可以忘记,否则会出现野指针;  
  19. }  
bool Delete_List(PNODE pHead,int pos,int *val)
{
    int i=0;
    PNODE p=pHead;
    while((NULL!=p)&&(i<pos-1))
    {
        p=p->pNext;
        i++;
    }
    if(p==NULL||i>pos-1)  //把链表为空的情况考虑进去了;i>pos-1 可以防止用户输入错误;
        return false;

    //程序执行到这之后,i=pos-1;
    PNODE q=p->pNext;  //q指向待删除的节点;
    *val=q->data;
    p->pNext=q->pNext; //修改链表指针指向;
    free(q);           //释放q所指向节点的内存;
    q=NULL;//千万不可以忘记,否则会出现野指针;
}

4.链表元素的排序

快速排序和冒泡排序的思想对于链表这个数据结构同样适用,下面是一个用选择排序来实现链表的排序;

  1. //链表有效元素的个数  
  2. int Length_List(PNODE pHead)  
  3. {   int len=0;  //定义变量要记得初始化;  
  4.     PNODE p=pHead->pNext;  
  5.     while(NULL!=p)  
  6.     {  
  7.         len++;  
  8.         p=p->pNext;  
  9.     }  
  10.     return len;  
  11.   
  12. }  
//链表有效元素的个数
int Length_List(PNODE pHead)
{   int len=0;  //定义变量要记得初始化;
    PNODE p=pHead->pNext;
    while(NULL!=p)
    {
        len++;
        p=p->pNext;
    }
    return len;

}


  1. //对链表中的元素进行排序  
  2. void Sort_List(PNODE pHead)  
  3. {  
  4.     int i,j;  
  5.     int temp;  
  6.     int len=Length_List(pHead);  
  7.     PNODE p,q;//指向链表第一个有效元素  
  8.   
  9.     for(i=0,p=pHead->pNext;i<len-1;i++,p=p->pNext)  
  10.     {  
  11.         for(j=i+1,q=p->pNext;j<len;j++,q=q->pNext)  
  12.         {  
  13.             //交换数据  
  14.             if(p->data>q->data)  
  15.             {  
  16.                 temp=p->data;  
  17.                 p->data=q->data;  
  18.                 q->data=temp;  
  19.             }  
  20.         }  
  21.     }  
  22. }  
//对链表中的元素进行排序
void Sort_List(PNODE pHead)
{
    int i,j;
    int temp;
    int len=Length_List(pHead);
    PNODE p,q;//指向链表第一个有效元素

    for(i=0,p=pHead->pNext;i<len-1;i++,p=p->pNext)
    {
        for(j=i+1,q=p->pNext;j<len;j++,q=q->pNext)
        {
            //交换数据
            if(p->data>q->data)
            {
                temp=p->data;
                p->data=q->data;
                q->data=temp;
            }
        }
    }
}

和数组排序很像,只是这里需要两个指针p、q不停地移动,来获取链表中的数据元素;

                </div>

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