单链表的概念

定义：采用链式存储结构的线性表称为链表。

从实现角度可以分为：
静态链表、动态链表；
从链接方式可以分为：
单链表、双向链表、循环链表；

单链表：链表中的每一个结点只有一个指针域。

单链表包括两个域：

数据域：用来存储结点的数据值；
指针域：用来存储数据元素的直接后继的地址。

结点的定义：

typedef struct Node{
	ElemType data;
	struct Node *next;
}LNode,*LinkList;

基本操作

单链表建立

在这里插入图片描述
有时为了操作方便，在单链表的第一个结点之前附加一个结点，称为头结点。头结点的数据域可以存储标题、表长等信息，也可以不存储任何信息，其指针域存储第一个结点的首地址。

头指针变量定义：
LinkList H；p=(LinkList) malloc(sizeof(LNode))；
表示申请一块LNode类型的存储单元的操作，并将其地址赋值给变量p；
free( p) 表示释放指针p所指向的结点空间。

1. 头插法建表

在链表的头部插入结点建立单链表，首先申请一个头结点，并且将头结点指针域置空（NULL）；然后每读入一个数据元素则申请一个结点，并插在链表的头结点之后。
在这里插入图片描述
算法：时间复杂度为O(n)

LinkList CreateFromHead(){
	LinkList L;
	LNode *s;
	int x;
	int flag=1;
	L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));
	L->next=NULL;
	scanf("%d",&x);
	while(x!=-1){
		s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		s->data=x;
		s->next=L->next;
		L->next=s;
		scanf("%d",&x);
	}
	return L;
}

2. 尾插法建表

在单链表的尾部插入结点建立单链表，增加一个指针r来始终指向链表中的尾结点，以便能够将新结点插入到链表的尾部。首先初始化一个空表，使指针r指向头结点，然后插入一个新结点到r的后一个结点，同时r指向新结点。
在这里插入图片描述
算法时间复杂度为O(n)

LinkList CreateFromTail(){
	LinkList L;
	LNode *r,*s;
	int x;
	L=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	L->next=NULL;
	r=H;
	scanf("%d",&x);
	while(x!=-1){
		s=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));
		s->data=x;
		s->next=r->next;
		r->next=s;
		r=s;//让r指向尾结点
		scanf("%d",&x);
	}
	r->next=NULL;
	return L;
}

存储空间的分配和释放
如果在一个单链表里面插入一个结点，那么该新结点的存储空间从何处来呢？还有当把这个结点删掉以后，这个存储空间又把它归还给谁呢？
用下面几个函数就可以实现：
malloc 函数
void *malloc（unsigned int size）;
calloc 函数
void *calloc（unsigned n，unsigned size）;
free函数
void free（void *p）。

单链表插入

在这里插入图片描述
要在带头结点的单链表L中第i个数据元素之前插入一个数据元素e，需要首先在单链表中找到第i-1个结点并由指针pre指示，然后申请一个新的结点并由指针s指示，其数据域的值为e，并修改第i-1个结点的指针使其指向s，然后使s结点的指针域指向第i个结点。
首先要找到要进行操作的前驱结点，然后改链的操作比较重要，先将待插入的结点s的next指向原先结点的下一个位置，再将原先结点的next指向待插入的s.
在这里插入图片描述
算法：

void InsList(LinkList L,int i,ElemType e){
	LNode *pre,*s;
	int k=0;
	pre=L;
	while(pre!=NULL&&k<i-1){
		pre=pre->next;
		k=k+1;
	}
	if(k!=i-1){
		printf("插入位置不合理！");
		return ;
	}
	s=(Node*)malloc(sizeof(Node));
	s->data=e;
	s->next=pre->next;
	pre->next=s;
}

单链表删除

欲在带头结点的单链表L中删除第i个结点，则首先要通过计数方式找到第i-1个结点并使pre指向第i-1个结点，而后删除第i个结点并释放结点空间。
在这里插入图片描述
删除之后要free释放掉空间，不然以后这个空间就不能被其他结点所分配。

删除算法：

void DelList(LinkList L,int i,ElemType e){
	LNode *pre,*r;
	int k=0;
	pre=L;
	while(pre!=NULL&&k<i-1){
		pre=pre->next;
		k=k+1;
	}
	if(k!=i-1){
		printf("删除结点的位置i不合理！");
		return ERROR;
	}
	r=pre->next;
	pre->next=pre->next->next;
	free(r);
	return OK;
}

期末复习——单链表及其基本操作