C语言 单链表的基本操作（增删改查）

  这是尾插法单链表，单链表比较适合用来做队列和栈，因为在链表的头和尾时的增删改查的时间复杂度为O(1)，而在链表内部的增删改查的平均时间复杂度为O(n)。

 

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"      //提供malloc()和free()
#include "string.h"
#include "time.h"        //提供strcpy()，time()等

//1.用结构体创建链表节点
//一个用来存放数据，另一个存放指针
struct Node
{
    int data;             //数据域
    struct Node* next;    //指针域(指向节点的指针）
};

//2.全局定义链表头尾指针，方便调用
struct Node* head = NULL;
struct Node* end = NULL;

//3.向链表添加数据
void AddListTill(int a )
{
    //创建一个节点
    struct Node* temp = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));  //此处注意强制类型转换

    //节点数据进行赋值
    temp->data = a;
    temp->next = NULL;

    //连接分两种情况1.一个节点都没有2.已经有节点了，添加到尾巴上
    if(NULL == head)
    {

        head = temp;
        //end=temp;
    }
    else
    {
        end->next=temp;
        //end=temp;   //尾结点应该始终指向最后一个
    }
    end=temp;  //尾结点应该始终指向最后一个
}

//4.遍历链表并输出
void ScanList()
{
    struct Node *temp = head;        //定义一个临时变量来指向头
    while (temp != NULL)
    {
        printf("%d\n",temp->data);
        temp = temp->next;        //temp指向下一个的地址 即实现++操作
    }

}

//5.查找指定的数据是否在链表内
struct Node* FindNode(int a )
{
    struct Node *temp = head;

    while(temp != NULL)
    {
    if(a == temp->data)
    {
        return temp;
    }
    temp = temp->next;
    }
    //没找到
        return NULL;
} 

//6.删除链表
void FreeList()
{
    struct Node *temp = head;        //定义一个临时变量来指向头
    while (temp != NULL)
    {
        struct Node* pt = temp;
        temp = temp->next;        //temp指向下一个的地址 即实现++操作
        free(pt);                 //释放当前
    }
    //头尾清空，不然下次的头就接着0x10
    head = NULL;
    end = NULL;
}

//7.在指定位置处插入数据
void AddListRand(int index,int a)
{

    if (NULL == head)
    {
        printf("链表没有节点\n");
        return;
    }
    struct Node* pt = FindNode(index);
    if(NULL == pt)    //没有此节点
    {
        printf("没有指定节点\n");
        return;
    }
    //有此节点
    //创建临时节点，申请内存
    struct Node* temp =(struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    //节点成员进行赋值
    temp->data = a;
    temp->next = NULL;
    //连接到链表上 1.找到的节点在尾部 2.找到的节点在中间
    if (pt == end)
    {
        //尾巴的下一个指向新插入的节点
        end->next = temp;
        //新的尾巴
        end = temp;
    }
    else
    {
        //先连后面 （先将要插入的节点指针指向原来找到节点的下一个）
        temp->next = pt->next;
        //后连前面
        pt->next = temp;
    }

}

//8.删除链表末尾数据
void DeleteListTail()
{
    if (NULL == end)
    {
        printf("链表为空，无需删除\n");
        return;
    }
    //链表不为空
    //链表有一个节点
    if (head == end)
    {
        free(head);
        head = NULL;
        end = NULL;
    }
    else
    {
        //找到尾巴前一个节点
        struct Node* temp = head;
        while (temp->next != end)
        {
            temp = temp->next;
        }
        //找到了，删尾巴
        //释放尾巴
        free(end);
        //尾巴迁移
        end=temp;
        //尾巴指针为NULL
        end->next = NULL;
    }

}

//9.删除链表的第一个数据
void DeleteListHead()
{   //记住旧头
    struct Node* temp = head;
    //链表检测
    if (NULL == head)
    {
        printf("链表为空\n");
        return;
    }

    head = head->next;  //头的第二个节点变成新的头
    free(temp);

}

//10.删除链表指定的数据
void DeleteListRand(int a)
{

    //链表判断 是不是没有东西
    if(NULL == head)
    {
        printf("链表没东西\n");
        return;
    }
    //链表有东西，找这个节点
    struct Node* temp = FindNode(a);
    if(NULL == temp)
    {
        printf("查无此点\n");
        return;
    }
    //找到了,且只有一个节点
    if(head == end)
    {
        free(head);
        head = NULL;
        end = NULL;
    }
    else if(head->next == end) //有两个节点
    {
        //看是删除头还是删除尾
        if(end == temp)
        {
            DeleteListTail();
        }
        else if(temp == head)
        {
            DeleteListHead();
        }
    }
    else//多个节点
    {
        //看是删除头还是删除尾
        if(end == temp)
            DeleteListTail();
        else if(temp == head)
            DeleteListHead();
        else //删除中间某个节点
        {    //找要删除temp前一个，遍历
            struct Node* pt = head;
            while(pt->next != temp)
            {
                pt=pt->next;
            }
            //找到了
            //让前一个直接连接后一个 跳过指定的即可
            pt->next = temp->next;
            free(temp);

        }
    }
}

//主函数
void main()
{
    struct Node *pFind;
    
    srand((unsigned)time(NULL));
    int i;
    //创建20个节点
    for(i = 0; i < 20; i++)
        AddListTill(i);    //添加数据
        //AddListTill(rand());

    AddListRand(4,86);      //在指定位置4增加节点14
    //DeleteListHead();     //删除一个头结点
    //DeleteListTail();     //删除一个尾结点
    DeleteListRand(4);      //删除4节点
    ScanList();             //遍历输出链表
    //FreeList();           //删除链表
    
    pFind = FindNode(5);    //查找5节点

    if (pFind !=  NULL)
    {
        printf("找到%d\n",pFind->data);    //找到节点并且输出该节点数据
    }
    else
    {
        printf("No Find!\n");
    }

}

 

  以下是排序算法的时间和空间复杂度表：