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  • c语言单链表创建以及初始化

    千次阅读 2020-11-09 19:39:29
    c语言单链表创建及初始化 对于单链表还是很模糊小盆友可以看看 在学或写单链表时,一定要分清楚" . "与 " -> "区别: 点运算是结构体变量访问其成员操作符 箭头运算是结构体指针访问其指向成员...

    c语言单链表的创建及初始化

    对于单链表还是很模糊的小盆友可以看看

     

    在学或写单链表时,一定要分清楚" . "与 " -> "的区别:

    点运算是结构体变量访问其成员的操作符

    箭头运算是结构体指针访问其指向的成员变量的操作符

    还有点运算的优先级比“ * ” 的高,所以在使用点运算时,一定要带括号,不然顺序会错的。

    // 利用typedef struct 定义个结构体,用stu这个别名简化定义名
    
    // 如果要用到链表存放学生个人信息,就需要修改好多部分
     
    //本代码只是用于理解并实践单链表的最基础功能(创建和输出链表) 
    
    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    typedef struct student { //声明结构体 
    	char name[20];
    	int number;
    	struct student *next;
    }stu; 
    
    
    int count ;
    
    stu* Create(){	//创建链表 
    	
    	stu* Head = NULL;
    	stu* End,*New;
    	
    	count = 0;
    	
    	End = New = (stu*)malloc (sizeof (stu));	//初始化链表的长度 
    	printf("输入数据,以number为0 为结束\n");
    	
    	scanf("%s",&New->name );
    	scanf("%d",&New->number);
    	while(New->number != 0){
    	count ++;		//为if条件做基础 
    		if(count == 1){
    			New->next = Head;
    			End = New;
    			Head = New; 
    		}
    		else {
    			New->next = NULL;
    			End->next = New;
    			End = New;
    		}
    		New = (stu*) malloc ( sizeof ( stu ) );		//再次分配空间 
    		scanf ("%s",& New -> name) ;
    		scanf ("%d",& New -> number) ;
    	}
    	free(New);
    	
    	return Head;
    }
    
    void Print(stu *Head){		//输出函数 
    	 stu *temp;		//临时变量 
    	int cnt = 1;
    	
    	temp = Head;
    	
    	while(temp != NULL){
    		printf("输出链表第%d个数:\n",cnt); 
    		
    		printf("%s ",temp -> name);
    		
    		printf("%d ",temp -> number);
    		
    		printf("\n");
    		
    		temp = temp->next;
    		
    		cnt++;
    	}
    	
    }
    
    
    int main(){
    	stu *Head;
    	
    	Head = Create();
    	
    	
    	Print(Head);
    	
    	return 0;
    }

    代码仅供参考,切记不要认为自己写的是不对的,要有自己的想法。当自己的想法与课本,别人的不同时,不要认为别人的一定是对的,说不定写书的人当时没怎么理解某某操作呢。

     

    所以,哪怕自己接受东西很慢,但自己一定要坚持下去,时间会回报你的付出的。

     

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  • 首先定义初始条件typedef struct Node{ int val; struct Node *next; }Node, *LinkedList; LinkedList HasHeadNodeIntiListAtEnd(); LinkedList HasHeadNodeIntiListAtStart(); LinkedList ...

    首先定义初始条件

    typedef struct Node{
        int val;
        struct Node *next;
    }Node, *LinkedList;
    LinkedList HasHeadNodeIntiListAtEnd();
    LinkedList HasHeadNodeIntiListAtStart();
    LinkedList NoHeadNodeIntiListAtStart();
    LinkedList NoHeadNodeIntiListAtEnd();

    ①无头结点的表尾插入法

    LinkedList NoHeadNodeIntiListAtEnd(){
        LinkedList prev, current, head;
        int firstNodeVal;
    
        //首先判断第一个值有没有输入,若没有则直接返回结点
        if(scanf("%d", &firstNodeVal) != EOF){
            prev = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
            head = prev;//保存第一个结点的位置
            prev->val = firstNodeVal;
        }
        else{
            return head;
        }
    
        //现在已经确保了第一个节点有输入,若第二个结点不输入则会跳过以下循环
        current = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
        while(scanf("%d", &current->val) != EOF){
            prev->next = current;
            prev = current;
            current = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
        }
        prev->next = NULL;//选用prev而不是current是为了避免没有输入第二个结点的情况
        return head;
    }

    ②无头结点的倒序插入法(也就是将第一个结点放到链表的最后位置)

    LinkedList NoHeadNodeIntiListAtStart(){
        LinkedList prev, current;
        int firstNodeVal;
        if(scanf("%d", &firstNodeVal) != EOF){
            current = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
            current->val = firstNodeVal;
            current ->next = NULL;//确保最后一个结点的next指针指向NULL
        }
        prev = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
        while(scanf("%d", &prev->val) != EOF){
            prev->next = current;
            current = prev;
            prev = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
        }
        return current;//不能返回prev因为最后prev是一个新分配的地址没有指向任何一个地方,同时也确保了没有输入第二个结点的情况
    }

    ③有头节点的表尾插入法

    //有头结点的时候第一个结点就不需要特殊对待
    LinkedList HasHeadNodeIntiListAtEnd(){
       LinkedList prev, current, headNode;
       headNode = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
       prev = headNode;
       int value;
       while(scanf("%d", &value) != EOF){
           current = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
           current->val = value;
           prev->next = current;
           prev = current;
       }
       prev->next = NULL;
       return headNode;
    }

    ④有头结点的表头插入法

    LinkedList HasHeadNodeIntiListAtStart(){
        LinkedList next, headNode;
        headNode = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
        headNode->next = NULL;
        int value;
        while(scanf("%d", &value) != EOF){
            next = (LinkedList)malloc(sizeof(Node));
            next->val = value;
            next->next = headNode->next;
            headNode->next = next;
        }
        return headNode;
    }

    To be Continued

    展开全文
  • linux内核链表 内核链表的本质 本质就是双向循环链表,linux把前面我们觉得有难度,容易写错的 指针操作封装成函数,直接给我们调用,大大方便我们写代码 ...(1) 初始化节点中next和prev指针 INIT_LIST_HEAD(参数)

    linux内核链表

    1. 内核链表的本质
      本质就是双向循环链表,linux把前面我们觉得有难度,容易写错的
      指针操作封装成函数,直接给我们调用,大大方便我们写代码

    2. 内核链表的基本的原理
      linux中定义了一个结构体,用来存放指针

         struct list_head
            {
     			struct list_head *next, *prev;
            };
    
    1. 内核链表提供的常用接口函数

      (1) 初始化节点中next和prev指针
      INIT_LIST_HEAD(参数) //宏定义
      参数: 表示内核链表中用来存放指针的那个结构体

      (2) 插入数据
      list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
      参数:new --》你要尾插的新节点中的小结构体指针
      head --》链表的表头中的小结构体指针
      功能一: 把new插入到head表示的链表的尾部
      功能二: 把new插入到另外一个节点的前面

      list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
      参数:new --》你要尾插的新节点中的小结构体指针
      head --》链表的表头中的小结构体指针
      功能一:把new插入到头节点和第一个有效节点之间
      功能二:把new插入到另外一个节点的后面

      (3) 删除数据
      void list_del(struct list_head *entry)
      参数:entry --》你要删除的那个节点中的小结构体指针

      (4) 遍历链表
      list_for_each_entry(pos, head, member) //宏函数,本质是for循环
      参数:pos --》用来遍历内核链表的大结构体指针
      head --》链表的表头中的小结构体指针
      member --》小结构体在大结构体中的名字

      (5) 其它函数
      void list_move(struct list_head *list,struct list_head *head)
      void list_move_tail(struct list_head *list,struct list_head *head)

    内核链表的使用:

    #include "myhead.h"
    #include "kernel_list.h"
    
    //定义一个结构体表示内核链表的节点
    typedef struct kerlist
    {
    	//数据域
    	int data;
    	//指针域
    	struct list_head mypoint;
    }klist;
    
    //初始化内核链表的表头
    klist *init_list()
    {
    	klist *head=malloc(sizeof(klist));
    	//初始化指针
    	INIT_LIST_HEAD(&(head->mypoint));
    	return head;
    }
    
    //初始化节点
    klist *create_node(int newdata)
    {
    	klist *newnode=malloc(sizeof(klist));
    	newnode->data=newdata;
    	//初始化指针
    	INIT_LIST_HEAD(&(newnode->mypoint));
    	return newnode;
    }
    
    int main()
    {
    	//初始化头结点
    	klist *myhead=init_list();
    	
    /* 	//尾插几个数据 尾插的功能一
    	klist *new1=create_node(10);
    	list_add_tail(&(new1->mypoint),&(myhead->mypoint));
    	
    	klist *new2=create_node(20);
    	list_add_tail(&(new2->mypoint),&(myhead->mypoint));
    	
    	klist *new3=create_node(30);
    	list_add_tail(&(new3->mypoint),&(myhead->mypoint));
    	
    	//尾插的功能二
    	klist *new4=create_node(40);
    	list_add_tail(&(new4->mypoint),&(new2->mypoint)); //把new4
    	插入到new2的前面
    	 */
    	 
    	klist *new1=create_node(10);
    	list_add(&(new1->mypoint),&(myhead->mypoint));
    	
    	klist *new2=create_node(20);
    	list_add(&(new2->mypoint),&(myhead->mypoint));
    	
    	klist *new3=create_node(30);
    	list_add(&(new3->mypoint),&(myhead->mypoint));
    	
    	//功能二
    	klist *new4=create_node(40);
    	list_add(&(new4->mypoint),&(new2->mypoint)); /*把new4插入
    	到new2的后面*/
    	
    	//删除功能
    	list_del(&(new3->mypoint));
    	 
    	//遍历
    	klist *p;
    	list_for_each_entry(p,&(myhead->mypoint),mypoint)
    	{
    		printf("当前我遍历的链表节点中数据是:%d\n",p->data);
    	}
    	
    }
    
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  • 文章目录双链表定义初始化链表和判断是否为空向后插入元素前向插入元素删除后继节点q销毁双链表遍历节点循环链表循环单链表初始化和判断是否为空循环双链表初始化和判空向后插入和删除小小总结静态链表初始化判空...

    本教程来自 本人博客 越行勤‘s Blog ,欢迎大家访问
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    双链表

    前面学习的单链表只有一个指向后驱节点的指针,带来的有一个麻烦——无法逆向检索。双链表有两个指针,一个指向后驱节点,一个指向前驱节点,所以双链表可进可退,但是存储密度会下降一丢丢。

    定义

    typedef struct DNode
    {
        ElemType data;
        struct DNode *prior, *next;
    } DNode, *DLinkList;
    

    和单链表不同的就是,多了一个*prior。

    初始化双链表和判断是否为空

    双链表当然也有带头节点,和不带头节点的情况,我们只分析带头节点的。

    bool InitDLinkList(DLinklist &L)
    {
        L = (DNode *)malloc(sizeof(DNode));
        if (L == NULL)
            return false;
        L->prior = NULL; //带头节点的情况,头节点的prior永远指向 NULL
        L->next = NULL;
        return true;
    }
    

    判断是否为空十分接单,只需要判断L->next 是否为NULL即可。

    bool Empty(DLinklist L)
    {
        if (L->next == NULL)
            return true;
        return false;
    }
    

    向后插入元素

    image-20210217161454651

    为了p后面插入插入元素s,我们需要执行如下步骤

    1. s的后驱指针p的后驱,
    2. p->next-prior 指向 s。
    3. 将 p节点的后驱指针指向 s ,
    4. s的前驱指针指向 p

    注意语句顺序

    但是这样操作有一个错误,如果 p就是最后一个元素,那么 p->next=NULL,第2步就无法执行

    所以我们要单独拿出来说,没有后续节点就无需执行的第2步。

    // 后插操作
    bool InsertNextDNode(DNode *p, DNode *s)
    {
        if (p == NULL || s == NULL)
            return false; //异常输入
        s->next = p->next;
        if (p->next != NULL)
            p->next->prior = s;
        s->prior = p;
        p->next = s;
        return true;
    }
    

    前向插入元素

    我们其实无需再写一个那么多复杂代码,我们可以调用向后插入。

    所谓前插元素就是 在当前元素的前一个元素进行后插操作,当然我们 这是带头指针的情况。

    bool InsertPriorDNode(DNode *p, DNode *s)
    {
        if (p == NULL || s == NULL)
            return false; //异常输入
        return InsertNextDNode(p->prior, s);
    }
    

    删除后继节点q

    image-20210217164214642

    这里和插入节点的步骤差不多

    1. 将 p的后驱指针指向 q->next;
    2. 判断q是否为最后一个元素,也就是,q.next==NULL?
    3. 如果不是 q->next->prior 指向 p
    4. 释放 q
    5. 删除成功
    bool DeleteNextDNode(DNode *p)
    {
        if (p == NULL)
            return false;
        DNode *q = p->next;
        if (q == NULL)
            return false;
        p->next = q->next;
        if (q->next != NULL)
            q->next->prior = p;
        free(q);
        return true;
    }
    

    销毁双链表

    销毁双链表其实很简单,我们只需要调用前面删除后继节点函数即可。

    1. 从L->next;头元素开始删除,直到 L->next=NULL;
    2. 释放L
    3. L指向NULL
    4. 完成
    bool DestoryList(DLinklist &L)
    {
        while (L->next != NULL)
            DeleteNextDNode(L);
        free(L);
        L = NULL;
        return false;
    }
    

    遍历节点

    后向便利

    DNode* p=L.next;
    while(p!=NULL)
    {
        //要实现的操作
        p=p.next;
    }
    

    前项遍历

    DNode* p=<某一个节点>;
    while(p->prior!=NULL)//不处理头节点
    {
        //要实现的操作
        p=p.prior;
    }
    

    其实按位查找,按值查找都是通过此方法来实现的。

    由于链表不具有随机存取的特性,所以查找的时间复杂度为O(n)

    循环链表

    循环链表有两种,一种是 单链表,另一种就是双链表了。

    循环单链表

    表尾的next指针指回来了 头节点 L

    typedef struct LNode
    {
        int data;
        struct LNode *next;
    } LNode, *LinkList;
    

    image-20210217172209451

    初始化和判断是否为空

    // 初始化
    bool InitList(LinkList &L)
    {
        L = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));
        if (L = NULL)
            return false;
        L->next = L; //头节点指向L
        return true;
    }
    // 判断是否为空
    bool Empty(LinkList L)
    {
        if (L->next == L)
            return true;
        return false;
    }
    

    我们从这里就可以看出循环链表的好处

    • 头指针指向 表尾
    • 尾指针指向 头指针

    那么如果遍历的话,找到表尾就只需要 L->next;找到表头只需要L->next->next;时间复杂度 为 O(1)

    相对于单链表,找到表尾需要O(n)的时间复杂度(while 遍历)。

    我们许多操作都是在表头或者表尾进行操作的,所以这简化的许多操作。

    注意: 当然我们要修改删除插入表尾结点,需要修改L的指向。

    循环双链表

    和双链表一样,有两个指针,表头结点的prior指向表尾,表尾结点next指向头节点,妥妥的双循环

    image-20210217183333013

    typedef struct DNode
    {
        int data;
        struct DNode *prior, *next;
    } DNode, *DLinkList;
    

    初始化和判空

    // 初始化
    bool InitDLinkList(DLinkList &L)
    {
        L = (DNode *)malloc(sizeof(DNode));
        L->next = L;
        L->prior = L;
        return true;
    }
    bool Empty(DLinkList L)
    {
        if (L->next == NULL)
            return true;
        return false;
    } 
    

    向后插入和删除

    当时循环链表的时候,我们插入和删除就无需考虑表尾指针next指向NULL了,所以代码也简化了不少。

    bool InsertNextDNode(DNode *p, DNode *s)
    {
        if (p == NULL || s == NULL)
            return false; //异常输入
        s->next = p->next;
        p->next->prior = s;
        s->prior = p;
        p->next = s;
        return true;
    }
    

    删除同理

    小小总结

    每次代码逻辑容易出错的地方就是表尾和表头的这类边界问题,所以我们写代码的时候要着重考虑。

    静态链表

    单链表:数据分散在内存的各个角落中,

    静态链表:分配一整个连续内存空间每个节点,每个节点集中安置;静态链表中没有了指针,但是数组的索引值 Index充当了指针的作用。

    到这里,你可能会问顺序表和静态链表有啥区别?别急哈。

    之仔细观察上图,下图 橙色的地方是数据域,灰色就是指针域,只不过数字就充当了指针。

    静态链表,链字非常重要, 静态链表可以看做出单链表的简化版,或者看成一个逻辑存储顺序和物理存储顺序不一样的数组

    静态存储

    #define MaxSize 10
    typedef struct Node
    {
        int data;
        int next;//下一个节点的游标
    } SLinkList[MaxSize];
    

    这里分析一下 typedef 的用法。

    基本语法: typedef <数据类型> <别名>

    数据类型就是 struct Node{xxxx}[MaxSize]; 别名呢 SLinkList,感觉这样命名实在太复杂,

    但是这样传达的意思十分明确,在声明 SLinkList a;的时候,就在强调a是静态链表。

    SLinkList a ;<=> struct Node{xxxx} a[MaxSize];

    验证一下哈,

    image-20210217192213367

    初始化

    初始化,就干三个事情

    • 分配空间大小,
    • 头指针指向分配的空间
    • 头节点next指向NULL;

    其中前面两件事情,定义的时候就完成了,那么就差第三步

    指向NULL? 索引值可没有NULL,咋办呢?

    其实可以认为 -1 就是 NULL.

    void InitSList(SLinkList &L)
    {
        for (int i = 0; i < MaxSize; i++)
            L[i].next = MaxSize;
        L[0].next = -1;
    }
    

    这里我为了防止有脏数据,就把所有的next都初始化为 MaxSize 表示数据为空,-1表示表尾;

    判空

    其实非常简单了 ,直接判断 L[0].next==-1?

    向后插入e

    和单链表按位插入元素一样的

    1. 从头节点找到为序为 i-1第个结点,
    2. 找到一个空的新节点,填入数据e,
    3. 修改新的结点的next 为 i-i节点 的next
    4. 修改i-1节点的 next为 e的next
    5. 完成

    当然,这里防止未来的我搞晕,强调一点:静态链表一个逻辑存储顺序和物理存储顺序不一样的数组。next就是数组的索引值。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #define MaxSize 10
    typedef struct Node
    {
        int data;
        int next;
    } SLinkList[MaxSize];
    void InitSList(SLinkList &L)
    {
        for (int i = 0; i < MaxSize; i++)
            L[i].next = MaxSize;
        L[0].next = -1;
    }
    bool InsertNext(SLinkList &L, int e, int i)
    {
        if (i < 1)
            return false;
    
        // 找到i-1个元素p
        int p = 0;                   //当前遍历到的节点index
        int j = 0;                   //当前遍历到第j个节点
        while (p != -1 && j < i - 1) //p == -1 是表明表尾
        {
            p = L[j].next;
            j++;
        }
        if (p == -1) //如果插入的位置大于当前长度
            return false;
        // 找到空缺位置,填入数据 e,带头指针情况
        int n = 1; //插入元素的index
        while (n < MaxSize)
        {
            if (L[n].next == MaxSize)
            {
                L[n].data = e;
                break;
            }
            n++;
        }
        // 如果空间不够失败
        if (n == MaxSize)
            return false;
        L[n].next = L[p].next;
        L[p].next = n;
        return true;
    }
    

    感觉有点不确定 验证一下

    void printList(SLinkList L)
    {
        int p = L[p].next;
        while (p != -1)
        {
            printf("L[%d].data:%d\n", p, L[p].data);
            p = L[p].next;
        }
    }
    int main()
    {
        SLinkList L;
        InitSList(L);
        InsertNext(L, 5, 1);
        InsertNext(L, 6, 2);
        InsertNext(L, 4, 1);
        printList(L);
        return 0;
    }
    

    image-20210217220924186

    按元素查找

    image-20210217193302508

    其实这个和前面的差不多,考的还是如何遍历所有元素:

    p=L[0].next;
    while(p!=-1)//不是表尾
    {
        //操作
    }
    

    删除数据

    和插入差不多

    1. 从头结点触发找到前驱结点(第i-1个)
    2. 修改前驱结点的next
    3. 删除结点的next值为MaxSize

    代码实现略

    静态链表的优点

    增删改不需要移动大量元素,相对于顺序表

    静态链表的缺点:

    1. 容量固定不变
    2. 无法随机读取
    3. 只能从头开始往后查

    适用场景

    1. 不支持 指针的编程语言
    2. 数据元素固定不变的场景 如 文件分配表 FAT,用来记录文件所在位置的表格

    第二章总结 :顺序表VS链表

    无论是顺序表还是链表 在逻辑上看都是 线性结构

    顺序表

    优点: 支持随机存取,存储密度高

    缺点:要求连续的存储空间,改变容量不方便,插入删除不方便

    链式存储

    优点: 存储空间离散,改变容量方便

    缺点: 不可随机读取,存储密度低

    基本操作

    增删

    这些操作离不开 遍历和插入操作。

    顺序表 创建和删除销毁 插入

    静态分配:系统为我们分配和销毁空间

    动态分配:手动分配,需要手动销毁

    插入和删除需要移动后续元素,平均时间复杂度为O(n),主要来自于移动元素

    链表 创建和删除销毁

    手动分配空间,销毁需要逐个结点free

    插入删除元素只需要修改指针即可。

    平均时间复杂度也为O(n),主要来自与遍历到目标元素

    顺序表查找

    时间复杂度:按位查找 O(1),按元素查找为 O(n),如果有序还可提升至O(log2n)

    链表 查找

    按位按值都是 O(n)

    使用哪一个?

    表长难以估计,经常增删数据----链表

    表长可估计,查询(搜索)操作比较多----顺序表

    展开全文
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空空如也

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