【C语言督学训练营 第十一天】三篇文章吃透数据结构中的线性表（二）----- 链表的增删改查与销毁

企业开发 2023-05-04 18:36:05 阅读次数: 0

文章目录

前言

谭浩强老师说过：“指针是c语言的灵魂”，今天说到的链表就是由C语言的灵魂所筑，学会了链表之后可以使用链表轻松实现树、图等数据结构，可以轻松化解考研数据结构大题！在说今天的内容之前先看一下往年出现的有关链表的大题。
在这里插入图片描述

一、链表

链表通常适用于一下几种情况

  • 在线性表中插入和删除操作大量元素或者很频繁
  • 线性表的大小不好确定

1.基本介绍

下面图片是链表在逻辑结构与物理结构上的存储方式（灰色为实际存储结构，蓝色球球为逻辑结构）
在这里插入图片描述
记住最主要的一点：链表的每一个节点都由指针域与数据域组成，其中指针域负责记录下一个节点的地址，数据域负责记录本节点数据。一个指针域的节点可以串成单链表，两个指针域的节点可以串成双向、循环链表、二叉树等数据结构。做出改变的仅仅是指针域的关系！

老师说未来四月份会开数据结构的课，到时候应该会详细介绍，目前只需了解即可。
单链表中的一些概念如下：
在这里插入图片描述

2.增删改查原理与实战

在链表中插入元素
插入元素的话可以分为头插法、尾插法、中间插入法，下面图片是实现原理，代码分别是头插法、尾插法、中间插法。
在这里插入图片描述

//头插法
void head_insert(myList* head,ElemType e){
    
    
    myList *p= (myList*)malloc(sizeof (myList));
    p->data=e;
    p->next=head->next;
    head->next=p;
    // 如果写成以下样子，将不会有效果
    // head->next=p->next;
}
//尾插法
void tail_insert(myList* tail,ElemType e){
    
    
    myList *p;
    p=tail;
    while (p->next!=NULL){
    
    
        p=p->next;
    }
    p->next=(myList*) malloc(sizeof (myList));
    p->next->data=e;
    p->next->next=NULL;
}
//随机插入
bool random_insert(myList* head,int i,ElemType e){
    
    
    myList *p=head;
    int j=0;
    for(;p!=NULL,j<i-1;j++){
    
    
        p=p->next;
    }
    if(p!=NULL){
    
    
        myList *q=(myList*)malloc(sizeof (myList));
        q->data=e;
        q->next=p->next;
        p->next=q;
        return true;
    }else{
    
    
        return false;
    }
}

删除链表中的节点
删除链表中的节点，重中之重是合理的改变节点的指针关系。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
代码：

//删除相应元素
bool delete_e(myList* head,ElemType e){
    
    
    for (myList* p=head;p->next!=NULL;p=p->next){
    
    
        if(p->next->data==e){
    
    
            myList *q =p->next;
            p->next=p->next->next;
            free(q);
        }
    }
    return false;
}

查找链表中的节点

查找节点一般可以分为：

  • 按序号查找
    在这里插入图片描述
  • 按值查找
    在这里插入图片描述

按值查找与按序号查找我分别实现了一遍，按值查找只判断找到没找到，按序号查找是将找到的信息返回出来，没有匹配的就返回NULL。

//按位置查找
myList* index_search(myList *head,int i){
    
    
    if(i<=0){
    
    
        return NULL;
    }
    myList *p=head;
    int j=0;
    // 循环终止条件如果有多个的话需要用逻辑表达式连接
    // 不可以使用逗号连接，用逗号连接遵循逗号表达式使用规则
    for(;p->next!=NULL&&j<i-1;j++){
    
    
        p=p->next;
    }
    return p->next;
}
//按值查找
bool element_search(myList *head,ElemType e){
    
    
    for (myList* p=head;p->next!=NULL;p=p->next){
    
    
        if(p->next->data==e){
    
    
            return true;
        }
    }
    return false;
}

总体来说还是按值查找用的多一些！

销毁链表
这也是常用的一个功能，比较简单就不细说了！直接上代码不懂的评论区留言吧。

//销毁链表
void destroy_myList(myList* head){
    
    
    myList *p=head->next;
    myList *q=NULL;
    while (p!=NULL){
    
    
        q=p;
        p=p->next;
        free(q);
    }
    head->next=NULL;
}

下面是遍历链表的两个函数

//遍历链表
void print_list(myList *head){
    
    
    if(head->next==NULL){
    
    
        printf("null!!!");
    }
    for (myList *p=head;p->next!=NULL;p=p->next){
    
    
        printf("%2c",p->next->data);
    }
    printf("\n");
}
void print(myList *p){
    
    
    if(p!=NULL){
    
    
        printf("%2c\n",p->data);
    }else{
    
    
        printf("null\n");
    }
}

总结与源码

链表的优缺点
在这里插入图片描述
关于链表调试，由于链表在内存中并不是连续存在的，因此编译器的虚拟内存视图在调试的时候是排不上用场的，大家调试的话可以使用以下方法；通过单步调试，直接在变量窗口，把头指针L，依次点开，观察每一个结点是否符合自己的预期。同时大家在练习时，不要输入过多的数据，数据数量小于等于上课的即可。

在这里插入图片描述

源代码
这个代码实现了对链表的增删查（改与查重的话比较简单大家可以下去添上），每一个函数功能都在函数的正上方，感兴趣的同学可以自己研究研究，有不懂的地方欢迎评论区留言！

//
// Created by Zhu Shichong on 2023/1/9.
//
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define bool int
#define true 1
#define false 0
typedef char ElemType;
//数组类型
struct myList{
    
    
    ElemType data;
    struct myList* next;
};
typedef struct myList myList;
//头插法
void head_insert(myList* head,ElemType e){
    
    
    myList *p= (myList*)malloc(sizeof (myList));
    p->data=e;
    p->next=head->next;
    head->next=p;
    // 如果写成以下样子，将不会有效果
    // head->next=p->next;
}
//尾插法
void tail_insert(myList* tail,ElemType e){
    
    
    myList *p;
    p=tail;
    while (p->next!=NULL){
    
    
        p=p->next;
    }
    p->next=(myList*) malloc(sizeof (myList));
    p->next->data=e;
    p->next->next=NULL;
}
//随机插入
bool random_insert(myList* head,int i,ElemType e){
    
    
    myList *p=head;
    int j=0;
    for(;p!=NULL,j<i-1;j++){
    
    
        p=p->next;
    }
    if(p!=NULL){
    
    
        myList *q=(myList*)malloc(sizeof (myList));
        q->data=e;
        q->next=p->next;
        p->next=q;
        return true;
    }else{
    
    
        return false;
    }
}
//按位置查找
myList* index_search(myList *head,int i){
    
    
    if(i<=0){
    
    
        return NULL;
    }
    myList *p=head;
    int j=0;
    // 循环终止条件如果有多个的话需要用逻辑表达式连接
    // 不可以使用逗号连接，用逗号连接遵循逗号表达式使用规则
    for(;p->next!=NULL&&j<i-1;j++){
    
    
        p=p->next;
    }
    return p->next;
}
//按值查找
bool element_search(myList *head,ElemType e){
    
    
    for (myList* p=head;p->next!=NULL;p=p->next){
    
    
        if(p->next->data==e){
    
    
            return true;
        }
    }
    return false;
}

//删除相应元素
bool delete_e(myList* head,ElemType e){
    
    
    for (myList* p=head;p->next!=NULL;p=p->next){
    
    
        if(p->next->data==e){
    
    
            myList *q =p->next;
            p->next=p->next->next;
            free(q);
        }
    }
    return false;
}
//销毁链表
void destroy_myList(myList* head){
    
    
    myList *p=head->next;
    myList *q=NULL;
    while (p!=NULL){
    
    
        q=p;
        p=p->next;
        free(q);
    }
    head->next=NULL;
}
//遍历链表
void print_list(myList *head){
    
    
    if(head->next==NULL){
    
    
        printf("null!!!");
    }
    for (myList *p=head;p->next!=NULL;p=p->next){
    
    
        printf("%2c",p->next->data);
    }
    printf("\n");
}
void print(myList *p){
    
    
    if(p!=NULL){
    
    
        printf("%2c\n",p->data);
    }else{
    
    
        printf("null\n");
    }
}
int main() {
    
    
    // 创建一个头结点（头结点一般不用于存储信息）
    myList *head=(myList*)malloc(sizeof (myList));
    head->next=NULL;
    printf("tail insert some data!\n");
    tail_insert(head,'h');
    tail_insert(head,'o');
    tail_insert(head,'w');
    tail_insert(head,'a');
    tail_insert(head,'r');
    tail_insert(head,'e');
    tail_insert(head,'y');
    tail_insert(head,'o');
    tail_insert(head,'u');
    print_list(head);
    printf("after head_insert:");
    head_insert(head,'q');
    head_insert(head,'q');
    print_list(head);
    printf("after random_insert:");
    random_insert(head,3,'t');
    print_list(head);
    delete_e(head,'t');
    printf("after delete:");
    print_list(head);
    printf("search:%c \nsearch_reasult:%d\n", 'q',element_search(head,'q'));
    myList *q= index_search(head,10);
    print(q);
    q= index_search(head,1);
    print(q);
    q= index_search(head,100);
    print(q);
    q= index_search(head,-100);
    print(q);
    printf("list destroyed!!\n");
    destroy_myList(head);
    print_list(head);
    return 0;
}

警示自己：循环里面的循环变量变动可以使用,隔开，但是循环终止条件必须使用逻辑运算符隔开！！！

在这里插入图片描述

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转载自blog.csdn.net/apple_51931783/article/details/129051382
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