第八课 — 线性表的链式存储结构

上节课学了线性表的顺序存储结构，可是顺序表的最大问题是插入和删除都需要移动大量的元素！

如何解决呢？

讨论：

这就是我们链式存储结构的思想。

链式存储定义：为了表示每个数据元素与其直接后继元素之间的逻辑关系 ， 每个元素除了存储本身的信息外 ， 还需要存储指示其直接后继的信息。

   链式存储逻辑结构：n个结点链接成一个链式线性表的结构叫做链表 ，当每个结点中只包含一个指针域时 ， 叫做单链表 。

链表的基本概念

表头结点
 　　链表中的第一个结点 ， 包含指向第一个数据元素的指针以及链表自身的一些信息。
 数据结点
　　链表中代表数据元素的结点 ， 包含指向下一个数据元素的指针和数据元素的信息
尾结点
　　链表中的最后一个数据结点 ， 其下一元素指针为空 ，表示无后继。

 单链表示例

 

 链式存储结构

 在C 语言中可以用结构体来定义链表中的指针域

链表中的表头结点也可以用结构体实现

 

 

删除元素操作

 

 删除第pos 个元素的算法

 　　判断线性表是否合法
　　 判断插入位置是否合法
　　 获取第pos 个元素
　　 将第pos 个元素从链表中删除
　　 线性表长度减1

创建可复用单链表

 LinkList.h里面的类型声明：

 

typedef void LinkList;  //类型的封装
typedef struct _tag_LinkListNode LinkListNode; //定义成结构体变量
struct _tag_LinkListNode     
{
    LinkListNode * next;
};  //包含指针域的结构体

 

链表的创建：

typedef struct _tag_LinkList
{
    LinkListNode header;  //包含指向下一个数据元素的指针
    int length;         //整个链表的长度
}TLinkList;       //头结点完成

LinkList * LinkList_Create(void)
{
    /*动态分配出表头结点*/
    TLinkList * ret = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList)); 

    if( ret != NULL)
    {
        ret->length = 0;
        ret->header.next = NULL;  //表头节点的指针域应该为空
    }

    return ret;
}

链表的长度：

LinkList * LinkList_Create(void)
{
    TLinkList * ret = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList));

    if( ret != NULL)
    {
        ret->length = 0;
        ret->header.next = NULL;
    }

    return ret;
}

链表的插入算法：

int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode * node, int pos)
{
    TLinkList *sList = (TLinkList *)list;
    int ret = (sList != NULL) && (pos >= 0) && (node != NULL);
    int i = 0;

    if (ret)
    {
        LinkListNode * current = (LinkListNode*)sList;

        for (i = 0; (i < pos) && (current->next != NULL); i++)
        {
            current = current->next;
        }

        node->next = current->next;
        current->next = node;

        sList->length++;
    }

    return ret;
}

获取链表中的某一个位置的值：

LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos)
{
    TLinkList* sList = (TLinkList*)list;
    LinkListNode* ret = NULL;
    int i = 0;

    if ((sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length ))
    {
        LinkListNode * current = (LinkListNode*)sList;

        for (i = 0; i < pos; i++)
        {
            current = current->next;
        }

        ret = current->next;
    }

    return ret;
}

删除链表中确定位置的一个值，再构建新的链表：

LinkListNode * LinkList_Delete(LinkList* list, int pos)
{
    TLinkList* sList = (TLinkList*)list;
    LinkListNode* ret = NULL;
    int i = 0;

    if ((sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length ) )
    {
        LinkListNode* current = (LinkListNode*)sList;

        for (i = 0; i < pos; i++)
        {
            current = current->next;
        }

        ret = current->next;
        current->next = ret->next;

        sList->length--;
    }

    return ret;
}

main的实现函数：

struct Value
{
    LinkListNode hearder;
    int v;
};

int main(void)
{
    int i = 0;
    LinkList* list = LinkList_Create();

    struct Value v1;
    struct Value v2;
    struct Value v3;
    struct Value v4;
    struct Value v5;

    v1.v = 1;
    v2.v = 2;
    v3.v = 3;
    v4.v = 4;
    v5.v = 5;

    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v1, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v2, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v3, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v4, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v5, 0);

    for (i = 0; i < LinkList_Length(list); i++)
    {
        struct Value* pv = (struct Value*)LinkList_Get(list, i);

        printf("%d\n", pv->v);

    }

    while (LinkList_Length(list) > 0)
    {
        struct Value* pv = (struct Value*)LinkList_Delete(list, 0);

        printf("%d\n", pv->v);
    }

    LinkList_Destroy(list);

    return 0;
}

在gcc中函数的运行结果为：