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链式存储结构:
用一组不一定连续的存储单元存储逻辑上相邻的元素,元素间的逻辑关系是由附加的指针域表示的,由此得到的存储结构称为链式存储结构。
单链表(线性链表)
使用链式存储结构表示每个数据元素 ai 时,除了存储 ai 本身信息之外,还需要一个存储指示其后继元素 ai+1 存储位置的指针。由这两部分组成元素 ai 的存储映像称为
结点
。它包括两个域:存储数据元素的域称为数据域
,存储直接后继存储地址的域称为指针域
。利用这种存储方式表示的线性表称为链表
,n个结点链成一个链表,即为线性表的链式存储结构
。由于这种链表的每个结点中只包含一个指针域,因此又称为单链表
。
一个单链表可由头指针唯一确定,因此单链表可以用头指针的名字来命名。
链式存储结构如下:
typedef int DataType; //定义数据类型
typedef struct node //结点类型定义
{
DataType data; //结点的数据域
struct node * next; //结点的指针域,存储下一个结点的地址
}ListNode;
typedef ListNode * LinkList; //定义一个指针类型
头插法建表
头插法建表是从一个空表开始,重复读入数据,生成新节点,将读入的数据存放到新节点的数据域中,然后将新节点插入到当前链表的表头上,直到读入结束标志为止。
/*
头插法建表,并返回头指针
*/
LinkList CreateListF(int arr[],int length)
{
LinkList head; //声明指向单链表的头指针
ListNode * p; //定义一个指向结点的指针变量
head = NULL; //置空单链表
for(int i = 0; i < length; i++)
{
p = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); //申请一个新的结点
p->data = arr[i]; //数据域复制
p->next = head; //指针域赋值
head = p; //头指针指向新的结点
printf("data=%d p=%p\n",p->data,p);
}
return head;
}
尾插法建表
将新节点插入当前链表的表尾上,因此需要增设一个尾指针near,使其始终指向链表的尾节点。
/*
尾插法建表,并返回头指针
*/
LinkList CreateListR(int arr[],int length){
LinkList head,rear;
ListNode *p;
head = NULL; rear = NULL; //置空单链表
for(int i = 0; i < length; i++)
{
p = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); //申请新节点
p->data = arr[i]; //数据域赋值
if (head == NULL) {
head = p; //新节点*p插入空表
}else{
rear->next = p; //新节点*p插入到非空表的表尾节点*rear之后
}
rear = p; //表尾指针指向新的表尾指针
printf("data=%d p=%p\n",p->data,p);
}
if (rear != NULL) {
rear->next = NULL; //终端结点的指针域置空
}
return head;
}
主程序代码:
#include <stdio.h>
#include "E:/Dev/C/DataStructure/chapter2/LinkList.c"
void printLink();
int main(){
int arr[] = {1,2,3};
LinkList head = NULL;
printf("头插法\n");
head = CreateListF(arr,3);
printf("head= %p\n",head);
printLink(head);
printf("尾插法\n");
head = CreateListR(arr,3);
printf("head= %p\n",head);
printLink(head);
return 0;
}
/*
打印输出链表
*/
void printLink(LinkList head){
printf("输出:");
LinkList temp = head;
while(temp != NULL){
printf("%d ",temp->data);
temp = temp->next;
}
printf("\n");
}
编译运行,输出结果:
可以看出头插法输入123,输出321。尾插法输入123,输出123。
头插法新建链表节点的次序和输入时的顺序相反,尾插法新建链表节点次序和输入次序相同。
引入带头节点
为了简化算法,方便操作,在链表开始结点前附加一个结点,称为头结点。如下
尾插法建立单链表算法可简化:
/*
尾插法建立带头节点的单链表算法
*/
LinkList CreateListR1(int arr[],int length){
LinkList head = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); //申请头结点
ListNode *p,*r;
r = head; //尾指针出事指向头结点
for(int i = 0; i < length; i++)
{
p = (ListNode *)malloc(sizeof(ListNode)); //申请新节点
p->data = arr[i];
r->next = p; //新节点连接到尾结点之后
r = p; //尾结点指向新节点
printf("data=%d p=%p\n",p->data,p);
}
r->next = NULL; //终端结点指针域置空
return head;
}
输出结果
尾插法建立带头结点单链表
data=1 p=0000000000176CF0
data=2 p=0000000000176D10
data=3 p=0000000000176D30
输出:1512480 1 2 3
因为增加了头结点,所以输出也就多了一位。因为头结点没有赋值,所以值是没有意义的。