加载中…
个人资料
liht1634
liht1634
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:222,793
  • 关注人气:58
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
正文 字体大小:

线性表-链式存储(头插与尾插)

(2016-08-25 21:35:12)
标签:

线性表之链式存储结构

分类: 编程类

对头指针概念的理解,这个很重要。“链表中第一个结点的存储位置叫做头指针”,如果链表有头结点,那么头指针就是指向头结点数据域的指针。画一个图吧。

线性表-链式存储(头插与尾插)

头结点是为了操作的统一与方便而设立的,放在第一个元素结点之前,其数据域一般无意义(当然有些情况下也可存放链表的长度、用做监视哨等等)。

有了头结点后,对在第一个元素结点前插入结点和删除第一个结点,其操作与对其它结点的操作统一了。

首元结点也就是第一个元素的结点,它是头结点后边的第一个结点。

头结点不是链表所必需的。

在线性表的链式存储结构中,头指针是指链表指向第一个结点的指针,若链表有头结点,则头指针就是指向链表头结点的指针。

头指针具有标识作用,故常用头指针冠以链表的名字。

无论链表是否为空,头指针均不为空。头指针是链表的必要元素。

 

单链表也可以没有头结点。如果没有头结点的话,那么单链表就会变成这样:

线性表-链式存储(头插与尾插)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

单链表整表创建的算法思路:

  1. 声明一结点p和计数器变量i;
  2. 初始化一空链表L;
  3. 让L的头结点的指针指向NULL,即建立一个带头结点的单链表;
  4. 循环:
    • 生成一新结点赋值给p;
    • 随机生成一数字赋值给P的数据域p->data;
    • 将p插入到头结点与前一新结点之间。

 

头插法创建链表

//头插法创建链表的函数
void CreateListHead(LinkList *L, int n)
{

//声明一结点p和计数器变量i
    LinkList p;
    int i;
    srand(time(0)); //初始化随机数种子

//初始化一空链表L,让L的头结点的指针指向NULL,即建立一个带头结点的单链表
    *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));//开辟一个L结构大小的内存地址
    (*L)->next = NULL;//先建立一个带头结点的单链表


    for (i=0; i < n; i++)
    {
        p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); //生成新结点
        p->data = rand() % 100 + 1; // 随机生成100以内的数字


        p->next = (*L)->next;// 指向下一个
        (*L)->next = p;// 插入到表头
     }
}
1. 首先用 *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); 产生头结点,并使L指向此头结点。再用 (*L)->next = NULL; 即可创建一个带头结点的空链表。

2. 接下来就是循环啦。新增结点都需要用 (LinkList)malloc(sizeof(Node)); 来开辟内存空间。生成结点 p 之后就给 p 的 data 赋随机值,然后再给 p 的 next 赋值。画个图就很清晰了:

线性表-链式存储(头插与尾插)

完整的可执行程序(修复插入操作的函数):

#include "stdio.h"

 

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 20 // 存储空间初始分配量

 

typedef int Status;// Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等
typedef int ElemType;// ElemType类型根据实际情况而定,这里假设为int

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

typedef struct Node //为自定义的数据类型定义一个新名字Node
{
    ElemType data; 
    struct Node *next; 

}Node;
typedef struct Node *LinkList; // 定义LinkList结构指针,等同于typedef (struct Node *) LinkList

相关解释:

https://zhidao.baidu.com/question/480523838.html?qbl=relate_question_0&word=Node a; struct node a; struct node

typedef struct node { int data; struct node *next; }Node,*LinkList;
这是定义一个结构体,这个结构体有两个属性,一个是int类型的data。另一个是这个结构体本
身类型的指针next。给这个结构定义了一个别名:Node,一个指针别名:LinkList。
Node a;  等价于  struct node a;  都是声明一个struct node结构体类型的结构体变量 a
LinkList b;   等价于  struct node *b;  等价于 Node *b;    声明一个struct node结构体
类型的指针变量 b
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
///////////////

//从这个结构定义中,结点由存放数据元素的数据域和存放后继结点地址的指针域组成。

//假设p是指向线性表第i个元素的指针,则该结点ai的数据域我们可以用p->data来表示,p->data

//的值是一个数据元素,结点ai的指针域可以用 p->next来表示,p->next的值是一个指针。

//p->next指向谁呢?当然是指向第i+1个元素,即指向ai+1的指针。

线性表-链式存储(头插与尾插)

 

// 初始化顺序线性表,实参要改变就要传地址,否则传值
Status InitList(LinkList *L) //参数*L传入的L其实就是链表的首地址,也就是头指针
                  //LinkList *L等同于struct Node **L,**L就是变量,*L就是指针,L就是指向指针的指针
    *L=(LinkList)malloc(sizeof(Node)); // 产生头结点,并使L指向此头结点

    //L是个指针,指向头结点,*L就是指头结点。
    if(!(*L)) // 存储分配失败
    {
        return ERROR;
    }
    (*L)->next=NULL; // 指针域为空 

//因为 *L是头结点,那么 (*L)->next就是首元结点,所以 (*L)->next=NULL;

//这么写就能让首元结点的指针域为空

    return OK;
}

 

// 初始条件:顺序线性表L已存在。操作结果:返回L中数据元素个数
int ListLength(LinkList L)
{
    int i=0;
    LinkList p=L->next; // p指向第一个结点


    while(p)
    {
        i++;
        p=p->next;
    }
    return i;
}

 

// 初始条件:顺序线性表L已存在
// 操作结果:依次对L的每个数据元素输出
Status ListTraverse(LinkList L)
{
    LinkList p=L->next;


    while(p)
    {
        visit(p->data);
        p=p->next;
    }
    printf("\n");
    return OK;
}

 

Status visit(ElemType c)
{
    printf("-> %d ",c);
    return OK;
}

//实参要改变就要传地址,否则传值

// 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)
// 操作结果:用e返回L中第i个数据元素的值
Status GetElem(LinkList L,int i,ElemType *e)
{
 int j;
 LinkList p;  // 声明一结点p
 p = L->next;  // 让p指向链表L的第一个结点
 j = 1;  //  j为计数器


 while (p && j < i)  // p不为空或者计数器j还没有等于i时,循环继续
 {
  p = p->next;  // 让p指向下一个结点
  ++j;
 }
 if ( !p || j>i )
  return ERROR;  //  第i个元素不存在
 *e = p->data;   //  取第i个元素的数据
 return OK;
}

 

// 初始条件:顺序线性表L已存在
// 操作结果:返回L中第1个与e满足关系的数据元素的位序。
// 若这样的数据元素不存在,则返回值为0
int LocateElem(LinkList L,ElemType e)
{
    int i=0;
    LinkList p=L->next;


    while(p)
    {
        i++;
        if(p->data==e) // 找到这样的数据元素
                return i;
        p=p->next;
    }

    return 0;
}

 

///////////////////随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(头插法)///////////////////
void CreateListHead(LinkList *L, int n)
{
 LinkList p;
 int i;


 srand(time(0));                         // 初始化随机数种子
 *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
 (*L)->next = NULL;                  // 先建立一个带头结点的单链表
 for (i=0; i < n; i++)
 {
    p = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); //  生成新结点
    p->data = rand() % 100+1;          //  随机生成100以内的数字
    p->next = (*L)->next;
    (*L)->next = p;      //  插入到表头
 }
}

 

///////////////////随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(尾插法)///////////////////
void CreateListTail(LinkList *L, int n)
{
 LinkList p,r;
 int i;


 srand(time(0));                      // 初始化随机数种子
 *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); // L为整个线性表
 r=*L;                                // r为指向尾部的结点


 for (i=0; i < n; i++)
 {
    p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //  生成新结点
    p->data = rand() % 100+1;           //  随机生成100以内的数字
    r->next=p;                        // 将表尾终端结点的指针指向新结点
    r = p;                            // 将当前的新结点定义为表尾终端结点
 }
 r->next = NULL;                       // 表示当前链表结束
}

 

// 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L),
// 操作结果:在L中第i个位置之前插入新的数据元素e,L的长度加1
Status ListInsert(LinkList *L,int i,ElemType e)
{
 int j;
 LinkList p,s;


 p = *L;     // 声明一个结点 p,指向头结点
 j = 1;


 while (p && j < i)     // 寻找第i个结点
 {
    p = p->next;
    ++j;
 }


 if (!p || j > i)
    return ERROR;   // 第i个元素不存在


 s = (LinkList)malloc(sizeof(Node));  //  生成新结点(C语言标准函数)
 s->data = e;
 s->next = p->next;      // 将p的后继结点赋值给s的后继 
 p->next = s;          // 将s赋值给p的后继
 return OK;
}

 

// 初始条件:顺序线性表L已存在,1≤i≤ListLength(L)
// 操作结果:删除L的第i个数据元素,并用e返回其值,L的长度减1
Status ListDelete(LinkList *L,int i,ElemType *e)
{
 int j;
 LinkList p,q;


 p = *L;
 j = 1;


 while (p->next && j < i) // 遍历寻找第i个元素
 {
        p = p->next;
        ++j;
 }
 if (!(p->next) || j > i)
     return ERROR;           // 第i个元素不存在
 q = p->next;
 p->next = q->next;   // 将q的后继赋值给p的后继
 *e = q->data;               // 将q结点中的数据给e
 free(q);                    // 让系统回收此结点,释放内存
 return OK;
}

 

int main()
{
    LinkList L; //L是结构体指针
    Status i;
    int j,k,pos,value;
    char opp;
    ElemType e;

 

    i=InitList(&L);  //参数*L传入的L其实就是链表的首地址,也就是头指针
    printf("链表L初始化完毕,ListLength(L)=%d\n",ListLength(L));

    printf("\n1.整表创建(头插法) \n2.整表创建(尾插法) \n3.遍历操作 \n4.插入操作 \n5.删除操作 \n6.获取结点数据 \n7.查找某个数是否在链表中 \n0.退出 \n请选择你的操作:\n");
    while(opp != '0'){
        scanf("%c",&opp);
        switch(opp){
            case '1':
                CreateListHead(&L,10);
                printf("整体创建L的元素(头插法):\n");
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '2':
                CreateListTail(&L,10);
                printf("整体创建L的元素(尾插法):\n");
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '3':
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '4':
                printf("要在第几个位置插入元素?");
                scanf("%d",&pos);
                printf("插入的元素值是多少?");
                scanf("%d",&value);
                ListInsert(&L,pos,value);
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '5':
                printf("要删除第几个元素?");
                scanf("%d",&pos);
                ListDelete(&L,pos,&e);
                printf("删除第%d个元素成功,现在链表为:\n", pos);
                ListTraverse(L);
                printf("\n");
                break;

            case '6':
                printf("你需要获取第几个元素?");
                scanf("%d",&pos);
                GetElem(L,pos,&e);
                printf("第%d个元素的值为:%d\n", pos, e);
                printf("\n");
                break;

            case '7':
                printf("输入你需要查找的数:");
                scanf("%d",&pos);
                k=LocateElem(L,pos);
                if(k)
                    printf("第%d个元素的值为%d\n",k,pos);
                else
                    printf("没有值为%d的元素\n",pos);
                printf("\n");
                break;

            case '0':
                exit(0);
        }
    }

}

 

尾插法创建链表

 

我们把每次新结点都插在终端结点的后面,这种算法称之为尾插法。
//随机产生n个元素的值,建立带表头结点的单链线性表L(尾插法)
void CreateListTail(LinkList *L, int n)
{
 LinkList p,r;
 int i;
 srand(time(0));   //初始化随机数种子
 *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node)); //L为整个线性表
 r=*L;                   //r为指向尾部的结点
 for (i=0; i < n; i++)
 {
  p = (Node *)malloc(sizeof(Node));  // 生成新结点
  p->data = rand() % 100+1;   //随机生成100以内的数字
  r->next=p;  //将表尾终端结点的指针指向新结点
  r = p;           //将当前的新结点定义为表尾终端结点
 }
 r->next = NULL;     //表示当前链表结束
}

与头插法区别下? *L 是头结点,r这里的角色是尾结点,一开始他们是重合的。

对,然后我们需要在结点 r 的后面插入一个结点 p。这很简单,将 r 的 next 指向 p 结点即可。这时要注意,当完成 p 的插入之后,p 会成为新的 r。当完成循环之后,r->next = NULL; 就完成这个单链表。

r=p;是这个意思吧。就是本来r是在元素的结点,可现在它已经不是最后的结点了,现在最后的结点,所以应该要让将p结点这个最后的结点赋值给r。此时r又是最终的尾结点了。循环结束后,那么应该让这个链表的指针域置空,因此有了 r->next = NULL;   完整的程序如上。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


附录

1、参考:http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2198非常好

2、参考:小甲鱼数据结构与算法12_线性表7(存于我的百度云盘)

3、结构体的typedef

typedef struct Student
{
  int a;
}Stu;
于是在声明变量的时候就可:Stu stu1;
如果没有typedef就必须用struct Student stu1;来声明,这里的Stu实际上就是struct Student的别名
另外这里也可以不写Student于是也不能struct Student stu1;

typedef struct
{
  int a;
}Stu;

 

0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有