C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)單鏈表的基本操作分享

更新時(shí)間：2022年10月23日 14:53:48 作者：從未止步..

單鏈表是一種鏈?zhǔn)酱嫒〉臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用一組地址任意的存儲(chǔ)單元存放線性表中的數(shù)據(jù)元素。本文將為大家介紹C語(yǔ)言中單鏈表的基本操作，需要的可以參考一下

導(dǎo)語(yǔ)

無(wú)論是順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，在內(nèi)存中進(jìn)行存放元素的時(shí)候，不僅需要存放該元素的相關(guān)信息，還需要存放該元素和其他元素之間的關(guān)系，而我們之前所學(xué)的順序表“與生俱來(lái)”的物理結(jié)構(gòu)自然地能夠表達(dá)出元素和元素之間的關(guān)系，不需要額外的信息去表達(dá)元素和元素之間的關(guān)系，而對(duì)于鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)這種非順序存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，需要額外附加指針去表示這種關(guān)系。

單鏈表

每個(gè)結(jié)點(diǎn)除了存放數(shù)據(jù)元素外，還要存儲(chǔ)指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。

單鏈表的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：不要求大片連續(xù)空間，改變?nèi)萘糠奖?/p>

缺點(diǎn)：不可隨機(jī)存取，要耗費(fèi)一定空間存放指針

定義

typedef struct LNode {
	int data;
	struct LNode* next;//指針指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，指針的類型為節(jié)點(diǎn)類型；
}*LinkNode;//聲明*LinkNode為結(jié)構(gòu)體指針類型

除了上述這種方法外，我們還可以先先聲明LinkNode為結(jié)構(gòu)體類型，在使用該類型的時(shí)候，將對(duì)應(yīng)的變量定義為指針即可。

單鏈表分為帶頭結(jié)點(diǎn)和不帶頭結(jié)點(diǎn)，我們一般主要學(xué)習(xí)帶頭結(jié)點(diǎn)的。

初始化操作

在所有的操作之前，我們首先需要建立一個(gè)空的單鏈表，那么首先需要做的就是分配頭結(jié)點(diǎn)。

void InistLinkNode(LinkNode& L) {
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//分配頭結(jié)點(diǎn)
	L->next = NULL;
}

頭插法

“頭插法”顧名思義就是將元素插入到頭結(jié)點(diǎn)之后，插入一次好像和我們通常所講的插入沒(méi)什么區(qū)別，但多次這樣插到頭結(jié)點(diǎn)之后，也就是“第一個(gè)真正的節(jié)點(diǎn)”，那么是不是會(huì)產(chǎn)生一種現(xiàn)象，它最終的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和我們所插入時(shí)的順序是相反的。

void InsertLinkNode(LinkNode& L) {
	LNode* s;
	int x,Length;
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素個(gè)數(shù)：");
	scanf("%d", &Length);
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素：\n");
	for (int j = 0; j < Length; j++) {
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//每插入一個(gè)元素之前，都需要給它分配節(jié)點(diǎn)空間
		scanf("%d", &x);
		s->data = x;
		s->next = L->next;
		L->next = s;
	}

}

通過(guò)程序驗(yàn)證以下：

尾插法

“尾插法”顧名思義就是將元素插入到表尾，也就是我們普通的插入，那么怎么要找到表尾的位置呢？在順序表中，我們完全可以利用它順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的天然特性，通過(guò)下標(biāo)即可以找到，但是單鏈表是沒(méi)有辦法的，我們只有兩種方式，要么循環(huán)遍歷，要么嘗試在表尾的地方做個(gè)標(biāo)記。

那么那種方法是好的呢？

答案是第二種！循環(huán)遍歷的方式，如果只插入一個(gè)元素看似沒(méi)什么問(wèn)題，但如果多次的重復(fù)遍歷循環(huán)無(wú)疑增加了時(shí)間復(fù)雜度，這顯然不是好的方法。

第二個(gè)方法就不存在時(shí)間復(fù)雜度的問(wèn)題，只需要在表尾位置做個(gè)標(biāo)記，使它永遠(yuǎn)指向表尾即可。

void TailInsertLinkNode(LinkNode& L) {
	LNode* s,*r;
	int x,Length;
	r = L;//r為表尾指針
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素個(gè)數(shù)：");
	scanf("%d", &Length);
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素：\n");
	for (int j = 0; j < Length; j++) {
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		scanf("%d", &x);
		s->data = x;
		r->next = s;
		r = s;//s為當(dāng)前的表尾指針，將他的值賦值給r----使r永遠(yuǎn)指向表尾
	}
	printf("\n");
	r->next = NULL;
}

刪除第i個(gè)元素

既然要?jiǎng)h除某個(gè)元素，那么首先我們需要保證這個(gè)元素是非NULL，其次，我們還需要保證它前面的那個(gè)節(jié)點(diǎn)也是非NULL，為什么呢？因?yàn)槿绻麑⒃撛貜逆湵碇袆h除后，只有前面節(jié)點(diǎn)非NULL的情況下，才可以實(shí)現(xiàn)后續(xù)元素和前面子表的連接。

void DeleteLinkNode(LinkNode& L) {
	int x, j = 0,e;
	printf("請(qǐng)輸入你要?jiǎng)h除的元素位序：\n");
	scanf("%d", &x);
	LNode*p = L;
	while (p != NULL && j < x - 1) {//尋找要?jiǎng)h除元素前的元素
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)
	{
		printf("不存在我們要?jiǎng)h除的元素！");
	}
	if (p->next == NULL)//判斷該要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)是否為NULL
	{
		printf("不存在我們要?jiǎng)h除的元素！");
	}
	LNode* q = p->next;//q為我們要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)
	e = q->data;
	p->next = q->next;
	free(q);//需要及時(shí)的將刪除了的元素空間進(jìn)行釋放
}

其他的基本操作都是很常規(guī)化的，這里就不單獨(dú)的進(jìn)行解釋了，需要注意的點(diǎn)，我會(huì)在文章結(jié)尾部分的完整代碼的注釋中展出。

在第i個(gè)位置插入

void IncreaseLinkNode(LinkNode& L) {
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素和位序：（元素和位序之間用逗號(hào)隔開）\n");
	int x, j = 0, e;
	scanf("%d,%d",&e, &x);
	LNode* s = L, * r= (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	while (j < x-1  && s != NULL) {
		j++;
		s = s->next;
	}
	r->data = e;
	r->next = s->next;
	s->next = r;
}

如下所示的代碼順序不能發(fā)生改變，否則會(huì)出現(xiàn)無(wú)法和后面的節(jié)點(diǎn)；

r->next = s->next;
s->next = r;

完整代碼如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct LNode {
	int data;
	struct LNode* next;
}*LinkNode;
//初始化
void InistLinkNode(LinkNode& L) {
	L = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));//分配頭結(jié)點(diǎn)
	L->next = NULL;
}
//頭插法
void InsertLinkNode(LinkNode& L) {
	LNode* s;
	int x,Length;
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素個(gè)數(shù)：");
	scanf("%d", &Length);
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素：\n");
	for (int j = 0; j < Length; j++) {
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		scanf("%d", &x);
		s->data = x;
		s->next = L->next;
		L->next = s;
	}
} 
//尾插法
void TailInsertLinkNode(LinkNode& L) {
	LNode* s,*r;
	int x,Length;
	r = L;
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素個(gè)數(shù)：");
	scanf("%d", &Length);
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素：\n");
	for (int j = 0; j < Length; j++) {
		s = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		scanf("%d", &x);
		s->data = x;
		r->next = s;
		r = s;
	}
	printf("\n");
	r->next = NULL;
}
//輸出單鏈表
void PrintLinkNode(LinkNode& L)
{
	LNode* s=L->next;
	printf("單鏈表元素如下：\n");
	while (s != NULL) {
		printf("%d", s->data);
		s =s->next;
	}
	printf("\n");
}
//求線性表長(zhǎng)度
void lengthLinkNode(LinkNode& L)
{
	LNode* s = L->next;
	int n=0;
	while (s != NULL) {
		n++;
		s = s->next;
	}
	printf("單鏈表長(zhǎng)度為：%d",n);
	printf("\n");
}
//取第i個(gè)元素
void GetElemLinkNode(LinkNode& L) {
	printf("請(qǐng)輸入你要查找的元素位序：\n");
	int i, j = 0;
	LNode* s=L;
	scanf("%d", &i);
	while (j < i && s != NULL) {
		j++;
		s = s->next;
	}
	if (s == NULL) {
		printf("不存在我們要查找的元素！");
	}
	else {
		printf("元素位序?yàn)?d的元素是%d",i, s->data);
	}
	printf("\n");
}
//刪除第i個(gè)元素
void DeleteLinkNode(LinkNode& L) {
	int x, j = 0,e;
	printf("請(qǐng)輸入你要?jiǎng)h除的元素位序：\n");
	scanf("%d", &x);
	LNode*p = L;
	while (p != NULL && j < x - 1) {
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL)
	{
		printf("不存在我們要?jiǎng)h除的元素！");
	}
	if (p->next == NULL)
	{
		printf("不存在我們要?jiǎng)h除的元素！");
	}
	LNode* q = p->next;
	e = q->data;
	p->next = q->next;
	free(q);
}
//在第i個(gè)位置插入
void IncreaseLinkNode(LinkNode& L) {
	printf("請(qǐng)輸入你要插入的元素和位序：（元素和位序之間用逗號(hào)隔開）\n");
	int x, j = 0, e;
	scanf("%d,%d",&e, &x);
	LNode* s = L, * r= (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	while (j < x-1  && s != NULL) {
		j++;
		s = s->next;
	}
	r->data = e;
	r->next = s->next;
	s->next = r;
}
//查找位序
void SearchLinkNode(LinkNode &L) {
	int x,j=1;
	LNode* p=L->next;
	printf("請(qǐng)輸入你要查找的元素:\n");
	scanf("%d", &x);
	while (p != NULL && p->data != x) {
		p = p->next;
		j++;
	}
	if (p == NULL) {
		printf("您要查找的元素不存在！");
	}
	else {
		printf("你要查找的元素%d的位序?yàn)?d", x, j);
	}
}
int main() {
	LinkNode L;
	InistLinkNode(L);
	/*InsertLinkNode(L);*/
	TailInsertLinkNode(L);
	PrintLinkNode(L);
	lengthLinkNode(L);
	GetElemLinkNode(L);
	IncreaseLinkNode(L);
	PrintLinkNode(L);
	DeleteLinkNode(L);
	PrintLinkNode( L);
	SearchLinkNode(L);
}

輸出：