链表_C语言快速入门与计算机二级备考

链表的概念

• 为了克服数组连续存储难以修改的问题，采用链式存储，将分散的数据连接起来

• 本质上是一种分为两部分的数据，一部分是普通数据，在最后是一个指针，指向下一个同类单元，这下一个单元又能储存数据，并且再指向下一个……而在最开始有一个指针指向第一个的开头，这个指针就是头指针

  这两部分分别为“数据域”和“指针域”，两部分结合，成为链表的一个结点

• 链表中第一个节点是首元节点

  （有时在它之前还有一个头节点，不存放数据/或者只存放链表长度信息，只有指针指向首元结点，头指针此时指向头节点）

• 下列代码构建的是单向链表

链表的创建

创建链表的结构

• typedef struct _node {
  	int value;//数据域
  	struct _node *next;//指针域，这个指针指向struct _node类型的数据
  } Node;//用Node作为类型struct _node的名字
  
  //定义一个数据结构_list用以表达整个链表，将其链表的指针保存在全局的结构体中，便于之后使用函数与拓展
  typedef struct _list {
  	Node* head;
  	Node* tail;//例如增加一个总是指向链表末尾的tail指针,然后不必遍历去寻找尾结点
  } List;
  

创建链表的函数

• #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  void add(List* pList, int number);
  int main(){
  	List list;
  	list.head = NULL;//先申请一个新的链表，将指向首元结点的头指针初始化
  	int number;//储存输入数据
  	do{
  		scanf("%d",&number);//为结点输入数据
  		if(number!=-1)//输入为-1时结束输入
  			add(&list,number);//传入list的指针与录入的结点数据
  	}while(number!=-1);//不断输入结点数据，输入为-1时结束
  }
  
  //将新建结点封装为函数add
  void add(List* pList, int number)//传入函数的是list的指针
  {
  //先创建一个新结点，写入其数据域与指针域
  	Node *p=(Node*)malloc(sizeof(Node));//为其分配内存
  	if(p){
  		p->value=number;//让输入的number成为新结点中的value
  		p->next=NULL;//作为新加入的结点，它是链表中的最后一个，故其指针无结点可指
  	}
  //同时，原先处在末尾的结点现在作为倒数第二个结点，其指针应该指向新加入的这个结点
  //要做到这一点，要先找到这个原先末尾的结点是谁
  	Node *last=pList->head;//创建一个新指针last用来找原末尾结点，先让它指向头结点
  	if(last)//当last不是NULL时（即链表不是只有头指针的空链表）
  	{
  		while(last->next){
  		//当结点last指向下一个结点的指针next不是NULL，就说明还有下一个结点
  			last =last->next;//让last变为下一个结点
  		//last一开始是head，不断循环到下个结点，当找不到时就是最后的结点了
  		}
  		last->next=p;//让last中的next等于p，即指向新加入的结点
  	}else{//要是last是NULL，表示整个链表是空的，只有一个指向NULL的头指针
  		pList->head=p;//所以新加入的p就应该是第一个结点
  	}
  

函数功能的拓展

• //借助尾指针添加元素，不必使用遍历的方式来寻找最后一个结点，提高了效率
  	list.head = list.tail = NULL;//在申请新链表同时创建尾指针
  //修改后的函数add
  void add(List* pList, int number)
  {
  	Node *p=(Node*)malloc(sizeof(Node));
  	if(p){
  		p->value=number;
  		p->next=NULL;
  	}
  	Node* last = pList -> head; //先让last与head指向同个结点
  	if(last==NULL)//last无结点指，即head也无结点指，整个链表为空
  	{
  		pList -> head = p;
  		pList -> tail = p;//当链表为空，头尾指针都应指向这个新结点
  	}else{
  		last = pList -> tail;//让原本与head同指向的last变为与之前保存的tail同指向
  		last -> next = p;//原来的尾结点last指向新增结点p
  		pList -> tail = p;//新结点变为了新的尾结点，故让tail指向它
  	//通过head与last的交替指向，不断的在链表尾部连接新增的结点
  	//tail指针作为一个中间变量，用于全局地存放链表尾结点的地址
  	}
  }//如此，不使用遍历也可直接通过tail指针访问到链表尾部，便于新添加结点
  

对链表的操作

链表的遍历

• void print(List *pList)//输出链表中每一项
  {
  	Node *p;//遍历链表的方法：先创建一个遍历用指针让它指向链表头
  	while (p!=NULL)
  	{
  		printf("%d",p->value);//递归中对链表各个结点的操作
  		p=p->next//不断递归指向下个结点，直到p为NULL（无下一个结点）
  	}
  }
  
  print(&list);//使用方法：传入所要遍历链表的指针
  

链表的搜索

• //基于遍历
  int print(List *pList,number)
  {
  	Node *p=pList->head;
  	int isFound = 0;//是否找到对应结点的标志
  	while (p)
  	{
  		if(p->value == number){
  			printf("找到了");
  			isFound = 1;
  			break;
  		}
  		p=p->next;
  	}
  	if(!isFound){
  		printf("没有找到")；
  	}
  	return isFound;
  }
  

结点的删除

• 当要删除某一结点时，让前一结点的指针直接越过这个结点指向下一个

  之后，把这个结点的内存释放，防止错误

  //基于搜索，先找到要删除的结点
  //同时，需要知道要删除结点的前一个结点，故需要两个临时指针
  void del(List *pList)
  {
  	Node *p=pList->head;
  	Node *q=NULL;//用q指针来指向要删除结点的前一个结点
  	while (p)
  	//当p指向了下一个结点时，q等于p之前的值，也就是p的前一结点
  	{
  		if(p->value == number){
  			if(q){
  				q->next = p->next;
  			} else {
  				list.head = p->next;
  			}
  			free(p);
  			break;
  		}//找到要删除的结点后，让q绕过p直接指向p的下一项，再释放p
  		q=p;
  		p=p->next;//对下一结点进行同样的操作
  	}
  }
  //注意：在操作指针所指时（放在->左侧），指针不能为空指针
  //p可以确定不为NULL，因为p为NULL时循环终止，不进行操作
  //但是，若整个链表的第一项就是要删除的结点，则q指针将为NULL
  //故在q为NULL时，让p的下一项作为head
  

链表的清除

• 使用完整个链表后，将之前为结点molloc分配的内存清除干净

  //同样使用两个临时指针，一个指向当前要删除的结点，一个指向下一个删除的结点
  void clear(List *pList)
  {
  	Node *q;
  	Node *p=pList->head;
  	while (p)
  	{
  		q=p->next;
  		free(p);
  		p=q
  	}
  }