单链表基础概念，线性表的链式表示和实现
线性表链式存储（链表）
链表(linked list)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。
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特点
1.用一组物理位置任意的存储单元来存放线性表的数据元素。
这组存储单元既可以是连续的，也可以是不连续的，甚至是零散分布在内存中的任意位置上的。
2.访问时只能通过头指针进入链表，并通过每个结点的指针域依次向后顺序扫描其余结点，所以寻找第一个结点和最后一个结点所花费的时间不等（也被称为顺序存取法） （顺序表是随机存取）
3.链表中元素的逻辑次序和物理次序不一定相同。 -
与链式存储有关的术语
1.结点：数据元素的存储映像。由数据域和指针域两部分组成
2.链表：n个结点由指针链组成一个链表。
它是线性表的链式存储应映像，称为线性表的链式存储结构。
3.单链表、双链表、循环链表：- 结点只有一个指针域的链表，称为单链表或线性链表
- 结点有两个指针域的链表，称为双链表
- 首尾相接的链表称为循环链表
如图：
4.头指针、头结点和首元结点：
头指针：是指向链表中第一个结点的指针
首元结点：是指链表中存储第一个数据元素a1的结点
头结点：是在链表的首元结点之前附设的一个结点
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在链表中设置头结点的好处
1.便于首元结点的处理
首元结点的地址保存在头结点的指针域中，所以在链表的第一个位置上 的操作和其他一致，无须进行特殊处理；
2.便于空表和非空表的统一处理
无论链表是否为空，头指针都是指向头结点的非空指针，因此空表和非空表的处理也就统一了。
单链表
单链表(Singly Linked List)是一种链式存取的数据结构，用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。
单链表是有表头唯一确定，因此单链表可以用头指针的名字来命名
若头指针名是L，我们把链表称为表L。
typedef struct LNode{ //类型定义
ElemType data;
struct LNode *next;
}LNode,*LinkList;
LinkList L; //定义链表L
LNode *p; //定义结点指针p
1.单链表的初始化
Status InitList(LinkList &L){ //构造一个空的单链表L
L=new LNode; //生成新结点作为头结点，用头指针L指向头结点
L->next=NULL; //头结点的指针域为空
return OK;
}
2.判断链表是否为空
int ListEmpty(LinkList L){ //若L为空表，则返回1，否则返回0
if(L->next) //非空
return 0;
else
return 1;
}
3.销毁单链表
Status DestroyList_L(LinkList &L){ //销毁单链表L
LNode *p; //或LinkList p；
while(L){
p=L;
L=L->next;
delete p;
}
}
4.清空单链表
tatus ClearList(LinkList &L){ //清空单链表L
LNode *p,*q; //或LinkList p，q；
p=L->next;
while(p){ //没到表尾
q=p->next;
delete p;
p=q;
}
L->next=NULL; //头结点指针域为空
return OK;
}
5.求单链表的表长
//求单链表L的表长
int ListLength_L(LinkList L){ //返回L中数据元素个数
LinkList p;
p=L->next; //p指向第一个结点
int i=0;
while(p){ //遍历单链表，统计结点数
i++;
p=p->next;
}
}
6.取值：取单链表中第i个元素的内容
Status GetElem_L(LinkList L,int i,ElemType &e){ //获取线性表L中的某个数据元素的内容，通过变量e返回
p=L->next;int j=1; //初始化
while(p&&j<i){ //先后扫描，直到p指向第i个元素或p为空
p=p->next;
++j;
}
if(!p||j>i)
return ERROR; //第i个元素不存在
else{
e = p->data; //取第i个元素
return OK;
}
} //GetElem_L
算法的时间复杂度是：O(n)
7.查找
返回地址
//在线性表L中查找值为e的数据元素并返回该元素的地址，查找失败则返回NULL
LNode *LocateElem_L (LinkList L,ElemType e){
p=L->next;
while(p && p->data!=e){
p = p->next;
}
return p;
}
返回位置序号
//在线性表L中查找值为e的数据元素的位置序号
int LocateElem_L(LinkList L, ElemType e){ //返回L中值为e的数据元素的位置序号，查找失败返回0
p=L->next;j=1;
while(p && p->data!=e){
p=p->next;
j++;
}
if(p)
return j;
else
return 0;
}
算法的时间复杂度是：O(n)
8.插入：在第i个结点前插入新结点
//在L中第i个元素之前插入数据元素e
Status ListInsert_L(LinkList &L,int i,ElemType e){
p=L;j=0;
while(p && j < i-1){ //寻找第i-1个结点，p指向i-1结点
p=p->next;
++j;
}
if(!p||j>i-1) //i大于表长+1或者小于1，插入位置非法
return ERROR;
s = new LNode; //生成新结点s，将结点s的数据域置为e
s->data = e;
s->next = p->next; //将结点s插入L中
p->next = s;
return OK;
} // ListInsert_L
算法的时间复杂度是：O(n)
9.删除：删除第i个结点
Status ListDelete_L(LinkList &L,int i,ElemType &e){ //将线性表L中第i个数据元素删除
p=L;j=0;
while(p->next && j < i-1){ //寻找第i个结点，并令p指向其前驱
p=p->next;
++j;
}
if(!(p->next)||j>i-1) //删除位置不合理
return ERROR;
q=p->next; //临时保存被删结点的地址以备释放
p->next=q->next; //改变删除结点前驱节点的指针域
e=q->data; // 保存删除结点的数据域
delete q; // 释放删除结点的空间
return OK;
} //ListDelete_L
算法的时间复杂度是：O(n)
10.创建单链表
前插法
1.从一个空表开始，重复读入数据；
2.生成新结点，将读入数据存放到新结点的数据域中
3.从最后一个结点开始，依次将各结点插入到链表的前端
void CreateList_H(LinkList &L,int n){
L = new LNode;
L->next=NULL; //先建立一个带头结点的单链表
for(i=n;i>0;--i){
p=new LNode; //生成新结点 p=（LNode*）malloc（sizeof（LNode））；
cin >> p->data; // 输入元素值scanf（&p->data）；
p->next = L->next; //插入到表头
L->next = p;
}
} //CreateList_H
算法的时间复杂度是：O(n)
后插法
1.从一个空表L开始，将新结点逐个插入到链表的尾部，尾指针r指向链表的尾结点
2.初始时，r同L均指向头结点。每读入一个数据元素则申请一个新结点，将新结点插入到尾结点后，r指向新结点
////正位序输入n个元素的值，建立带头表结点的单链表L
void CreateList_R(LinkList &L,int n){
L=new LNode; L->next=NULL;
r = L; //尾指针r指向头结点
for(i=0;i<;++i){
p=new LNode; cin >> p->data; //生成新结点，输入元素值
p->next=NULL;
r->next=p; //插入到表尾
r=p; //指针r指向新的尾结点
}
} //CreateList_R
算法的时间复杂度是：O(n)
声明：此博客只是作者为了熟悉知识点而写的笔记
借鉴：《数据结构》（C语言版）（第2版）严蔚敏
