链表 单向链表创建、插入、删除、反转等操作

一、结构属性

• 相邻元素之间通过指针连接；
• 最后一个元素的后继指针为NULL；
• 链表的空间能够按需分配；
• 没有内存空间的浪费。

// 结构体定义链表
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
            val(x), next(NULL) {
    }
};

二、链表的优缺点

• 链表的优点：

1. 链表可以在常数时间内扩展；
2. 容易添加新元素。

• 链表的缺点：

1. 访问单个元素的时间开销问题过大；
2. 有时难对链表操作，如果要删除最后一项，则必须遍历到倒数第二项，并对其后继操作。
3. 链表中的额外指针引用需要浪费内存。

三、基本操作

• 创建链表；

ListNode* CreateList(){
    ListNode* head, *p;
    head = new ListNode(NULL); //设定头指针 
    p = head; // 声明移动指针一开始指向头节点 
    for(int i = 0; i < 6; i ++ ){
        ListNode *s = new ListNode(i); //声明一个用来存储数据的链表结点 
        p->next = s; // 将此节点与指针结点连接 
        p = s; //保证 p 一直指向最后一个结点 
    }
    head = head->next; //第一个指针没有存储任何数据 
    return head;
}

• 遍历链表

void traversalList(ListNode* head){ 
    ListNode* p = head;
    while( p != NULL){
        cout << p->val <<" ";
        p = p->next;
    }
}

• 从链表中插入一个元素；

代码：

ListNode* InsertList(ListNode* head){
    ListNode* p = head;
    ListNode* arg = new ListNode(9); //要插入的元素；
    for(int i = 0; i < 2; i ++){ //将链表指针指向第三个元素 
        p = p->next;
    } 
    ListNode* temp = p->next; //利用一个中介指针 将当前节点的后继存储 
    p->next = arg; // 使 arg 插入到当前节点的后面  
    p->next->next = temp; // 将之前的后继接回来 
    
    return head;
}

实现过程：

• 从链表中删除一个元素；

代码：

ListNode* DeleteList(ListNode* head){
    ListNode* p = head;
    for(int i = 0; i < 2; i ++){// 将链表指针指向要删除的结点的前一位 
        p = p->next;
    }
    ListNode* temp = p->next->next; //记录要删除结点的后继 
    p->next = temp; // 将后继直接存储到当前节点的next位置 
    
    return head;
}

实现过程：

• 反转链表；

ListNode* ReserveList(ListNode* head){
    ListNode* pre = NULL;
    ListNode* cur = head;
    ListNode* temp;
    while(cur != NULL){
        temp = cur->next; //记录当前结点的后继 
        cur->next = pre; //将当前节点的前驱存储到当前结点的后继位置 
        pre = cur; //将前驱指针向后移动一位至当前结点 
        cur = temp; // 将当前指针向后移动一位至后继
    }
    return pre;
}

• 删除链表。

ListNode* DeleteAllList(ListNode* head){
    ListNode* p = head;
    ListNode* temp;
    while( p != NULL){
        temp = p; // 用临时变量存储当前结点 
        p = p->next; //当前位置指针指向下一节点 
        delete temp; // 删除当前结点 
    }
    return p;
}