数据结构---离散存储（链表）

文章目录

• 离散存储（链表）
• 链表定义：
• 分类
• 算法：
• 链表的优缺点：
• 单链表实现代码（c语言实现）

离散存储（链表）

链表定义：

（1）n 个节点离散分配；
（2）彼此通过指针相连；
（3）每个节点只有一个前驱节点，每个节点只有一个后续节点；
（4）首节点没有前驱节点，尾节点没有后续节点。

专业术语：

• 首节点：第一个有效节点
• 尾节点：最后一个有效节点
• 头节点：
  头结点的数据类型和首节点类型一样
  第一个有效节点之前的那个节点，头结点并不存放有效数据，加头结点的目的是为了方便对链表进行操作
• 头指针：指向头结点的指针变量
• 尾指针：指向尾节点的指针

确定一个链表需要几个参数（或者说如果期望一个函数对链表进行操作我们至少需要接收链表的那些信息）：
只需要一个参数:头指针，因为通过它我们可以推出链表的所有信息。

分类

（1）单链表
（2）双链表：每一个节点有两个指针域
（3）循环链表：能通过任何一个节点找到其他所有的节点
（4）非循环链表

算法：

• 遍历
• 查找
• 清空
• 销毁
• 求长度
• 排序
• 删除节点

r = p->pNext;
p->pNext = r->pNext;
free(r);

• 插入节点
  插入举例
  
  将 q节点 插入到p节点后面
  方式一：先临时定义一个指向p后面节点的指针r

r = p->pnext;
p->pNext = q;
q->pNext = r;

方式二：把q所指向的节点插到p所指向的节点后面

q->pNext = p->pNext;
p->pNext = q;

算法：狭义的算法是与数据的存储方式密切相关, 广义的算法是与数据的存储方式无关
泛型：（给你一种假象，只不过牛人从内部都弄好了）
利用某种技术达到的效果就是：不同的存储方式，执行的操作是一样的

算法的真正学法：很多算法你根本解决了！！！！！！因为很多都属于数学上的东西，所以我们把答案找出来，如果能看懂就行，但是大部分人又看不懂，分三步，按照流程，语句，试数。这个过程肯定会不断地出错，所以不断出错，不断改错，这样反复敲很多次，才能有个提高。实在看不懂就先背会。

链表的优缺点：

• 优点：
  （1）空间没有限制
  （2）插入删除元素很快
• 缺点：
  （1）存取速度很慢。

单链表实现代码（c语言实现）

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>

typedef enum __bool { false = 0, true = 1, } bool;

typedef struct Node
{
int data;  //数据域
struct Node * pNext;  //指针域
}NODE,*PNODE;

//函数声明
PNODE create_list(void);
void traverse_list(PNODE pHead);
bool is_empty(PNODE pHead);   //判断是否为空
int length_list(PNODE pHead);     //链表长度
bool insert_list(PNODE pHead,int pos,int val);   //插入
bool delete_list(PNODE pHead,int pos,int * pval);    //删除
void sort_list(PNODE pHead);   //排序

//创建链表
PNODE create_list(void)
{
int i;
int len;
int val;   //输入临时存储的值

//分配了一个不存放有效数据的头结点
PNODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if(NULL ==  pHead)
{
printf("内存分配失败\n");
exit(-1);
}
PNODE pTail = pHead;
pTail->pNext = NULL;

printf("请输入你要生成节点的个数，len = ");
scanf("%d",&len);

for(i = 0; i < len; ++i)
{
printf("请输入第%d个节点的值.",i+1);
scanf("%d",&val);

PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if(NULL ==  pNew)
{
printf("内存分配失败\n");
exit(-1);
}

pNew->data = val;

pTail->pNext = pNew;
pNew->pNext = NULL;
pTail = pNew;
}

return pHead;
}

//遍历链表
void traverse_list(PNODE pHead)
{
PNODE p = pHead->pNext;

while(NULL != p)
{
printf("data in list is %d \n",p->data);
p = p->pNext;
}
//printf("\n");
}

//判断是否为空
bool is_empty(PNODE pHead)
{
if(NULL == pHead->pNext)
return true;
else
return false;
}

//链表长度
int length_list(PNODE pHead)
{
PNODE p = pHead->pNext;

int count = 0;

while(NULL != p)
{
++count;
p = p->pNext;
}

return count;
}

//排序
void sort_list(PNODE pHead)
{
int i,j,t;
int len = length_list(pHead);
PNODE p,q;

for(i = 0,p = pHead->pNext; i < len-1; ++i,p = p->pNext)
{
for(j = i+1,q = p->pNext; j < len; ++j,q = q->pNext)
{
if(p->data > q->data)
{
t = p->data;
p->data = q->data;
q->data = t;
}
}
}
}

//在PHead所指向链表的第pos个节点的前面插入一个新的节点，该节点的值是val
//并且。pos值从1开始
bool insert_list(PNODE pHead,int pos,int val)
{
int i = 0;
PNODE p = pHead;

while(NULL != p && i < pos-1)
{
p = p->pNext;
++i;
}

if(i > pos-1 || NULL == p)
return false;

PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if(NULL == pNew)
{
printf("动态分配内存失败\n");
exit(-1);
}

pNew->data = val;

PNODE q = p->pNext;
p->pNext = pNew;
pNew->pNext = q;

return true;
}
//删除节点
bool delete_list(PNODE pHead,int pos,int * pval)
{
int i = 0;
PNODE p = pHead;

while(NULL != p->pNext && i < pos-1)
{
p = p->pNext;
++i;
}

if(i > pos-1 || NULL == p->pNext)
return false;

PNODE q = p->pNext;
*pval = q->data;

//删除p节点后面的节点
p->pNext = p->pNext->pNext;
free(q);
q = NULL;

return true;
}

int main()
{
int len;
int val;
PNODE pHead = NULL;

pHead = create_list(); // 创建一个非循环单链表
printf("********普通遍历输出测试*********\n");
traverse_list(pHead);

if(is_empty(pHead))   //为空测试
printf("链表为空\n");
else
printf("链表不为空\n");

len = length_list(pHead);   //长度测试
printf("链表长度为：%d\n",len);

sort_list(pHead);  //排序测试
printf("********排序测试*********\n");
traverse_list(pHead);

//插入节点测试
insert_list(pHead,3,50);
printf("********插入节点测试*********\n");
traverse_list(pHead);

//删除节点测试
printf("*********删除节点测试*********\n");
if(delete_list(pHead,3,&val))
{
traverse_list(pHead);
printf("删除成功，删除的节点中数据域 data 值为:%d\n",val);
}
else
{
printf("删除失败，删除的节点不存在\n");
}

return 0;
}