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  • 向链表添加节点数据

    千次阅读 2017-06-01 21:38:35
    向链表添加节点数据 *************/ #include #include struct link {  int data;  struct link *next; }; //新建一个节点并添加到链表末尾,返回添加节点后的链表头指针 struct link *...
    /**************
    向链表添加节点数据
    *************/

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>

    struct link
    {
        int data;
        struct link *next;
    };

    //新建一个节点并添加到链表末尾,返回添加节点后的链表头指针
    struct link *AppendNode(struct link *head)
    {
        struct link *p = NULL,*pr = head;
        int data;
        p = (struct link *)malloc(sizeof(struct link));        //让p指向新建节点
        if(p == NULL);            //若为新建节点申请内存失败,则退出程序
        {
            printf("No enough memory to allocate!\n");
            exit(0);
        }
        if(head == NULL)            //若原链表为空表
        {
            head = p;                //将新建节点置为头节点
        }
        else{                        //若原链表为非空,则将新节点添加到表尾
            while(pr->next != NULL)
            {                        //若未到表尾,则移动pr直到pr指向表尾
                pr = pr ->next;            //让pr指向下一个节点
            }
            pr -> next = p;            //让末节点的指针域指向新建节点
        }
        printf("Input node data:");
        scanf("%d",&data);            //输入节点数据
        p->data = data;                    //将新建节点的数据域值输为输入节点的数据值
        p->next = NULL;                //将新建节点置于表尾
        return head;                //返回添加节点后的链表的头指针
    }

    void DisplyNode(struct link *head)        //显示链表中所有节点的节点号和该节点中的数据项内容
    {
        struct link *p = head;
        int j = 1;
        while(p != NULL)            //若不是表尾,则循环打印节点值
        {
            printf("%5d%10d\n",j,p->data);        //打印第j个节点的数据
            p = p->next;                //让p指向下一个节点
            j++;
        }
    }

    void DeleteMemory(struct link *head)            //释放head指向的链表中所有节点占用的内存
    {
        struct link *p = head,*p = NULL;
        while(p != NULL)                //若不是表尾,则释放节点所占用的内存
        {
            pr = p;                //在pr中保存当前节点的指针
            p = p->next;            //让p指向下一个节点
            free(pr);            //释放pr指向的当前节点占用的内存
        }
    }

    int main()
    {
        int i = 0;
        char c;
        struct link *head = NULL;            //链表头指针
        printf("Do you want to append a new node(Y/N)?");
        scanf(" %c",&c);            
        /*对于scanf()而言,%c是个较为特殊的说明符。 %c前没空格,
        scanf()将读取标准输入流中的第一个字符,%c前有空格,scanf()
        则读取标准输入流中第一个非空白字符。
        */
        while(c =='y'||c == 'N')
        {
            head  = AppendNode(head);            //向head为头指针的链表末尾添加节点
            DisplyNode(head);                //显示当前链表中各节点信息
            printf("Do you want to append a new node(Y/N)?");
            scanf(" %c",&c);
            i++;
        }
        printf(" %d new nodes have been append!\n",i);
        DeleteMemory(head);            //释放所有动态分配的内存
        return 0;

    }



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  • 链表

    千次阅读 多人点赞 2017-04-14 16:21:17
    链表是一种物理上非连续、非顺序的存储结构,数据元素之间的顺序是通过每个元素的... 链表分类: (1)单向链表和双向链表 (2)静态链表(数组实现) 、动态链表(指针)  链表的操作: 创建、插入、删除、输出  链表的特点

    链表是一种物理上非连续、非顺序的存储结构,数据元素之间的顺序是通过每个元素的指针关联的。

            链表有一系列节点组成,每个节点一般至少会包含两部分的信息:(1)元素数据 (2)指向下一个元素的指针

            链表分类: (1)单向链表和双向链表  (2)静态链表(数组实现) 、动态链表(指针)

            链表的操作: 创建、插入、删除、输出

            链表的特点:

            (1)物理空间不连续,空间开销更大

            (2)在运行时可以动态添加

            (3)查找元素需要顺序查找

             动态链表的实现代码如下:

    package com.threeTop.www;
    
    //节点部分的定义
    public class Node {
    	
    	private int data;
    	private Node next;
    	
    	/**
    	 * 获得数据
    	 * @return
    	 */
    	public int getData()
    	{
    		return data;
    	}
    	/**
    	 * 设置数据
    	 * @param data
    	 */
    	public void setData(int data)
    	{
    		this.data=data;
    	}
          
    	/***
    	 * 获得下一个节点
    	 */
    	public Node getNext()
    	{
    		return next;
    	}
    	
    	/**
    	 * 移动到下一个节点
    	 */
    	public void setNext(Node next)
    	{
    		this.next=next;
    	}
    
    
    	
    }
    

    package com.threeTop.www;
    
    /**
     * 链表的实现
     * @author zc
     *
     */
    public class Link {
           
    	private int size=0;
    	private Node first;
    	private Node last;
    	
    	/**
    	 * 链表的初始化
    	 */
    	public Link()
    	{
    		
    	}
    	
    	/**
    	 * 链表的后部插入
    	 */
    	public void addLast(int data)
    	{
    		if(size==0)
    		{
    			//为空初始化前后元素
    			fillStart(data);
    			
    		}else
    		{
    			Node node=new Node();
    			node.setData(data);
    			//last=this.get(size-1); //找到尾结点
    			last.setNext(node);
    			last=node; //把最后插入的元素设置为链表尾的元素
    		}
    		size++;
    	}
    	
    	/***
    	 * 链表头部插入
    	 * @param data
    	 */
    	public void addFirst(int data)
    	{
    		if(size==0)
    		{
    			//为空初始化前后元素
    			fillStart(data);
    			
    		}else
    		{
    			Node node=new Node();
    			node.setData(data);
    			node.setNext(first); //把元素的下一个位置的指针指向头元素
    			first=node;         //把刚插入的元素设置为链表头元素
    		}
    		size++;
    		
    	}
    	
    	/***
    	 * 在链表的指定位置后面插入
    	 * @param data 需要插入的数据
    	 * @param index 下标从0开始
    	 */
    	public void add(int data ,int index)
    	{
    		if(size>index)
    		{
    			if(size==0)
    			{
    				//为空初始化前后元素
    				fillStart(data);
    				size++;
    			}
    			else if(index==0)
    			{
    				addFirst(data);
    			}
    			else if(size==index+1)
    			{
    				addLast(data);
    			}
    			else
    			{ 
    				//在中间的位置插入元素
    				Node  temp=get(index);
    				Node node=new Node();
    				node.setData(data);
    				node.setNext(temp.getNext());
    				temp.setNext(node);
    				size++;
    			}
    		}
    		else
    		{
    			throw new IndexOutOfBoundsException("链表没有那么长!");
    		}
    	}
    	
          /***
           * 获取指定下标元素
           * @param index
           * @return
           */
    	private Node get(int index) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		Node temp=first;
    		
    		for(int i=0;i<index;i++)
    		{
    			temp=temp.getNext();
    		}
    		return temp;
    	}
            /***
             * 初始化链表
             * @param data
             */
    	private void fillStart(int data) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		first=new Node();
    		first.setData(data);
    		last=first; //刚开始位置写反了
    		
    	}
    	
    	/***
    	 * 删除链表的表头元素
    	 */
    	public void removeFirst()
    	{
    		if(size==0)
    		{
    			throw new IndexOutOfBoundsException("链表没有元素!");
    		}
    		else if(size==1)
    		{
    			//只剩下一个元素时,清楚first和last
    		  clear();
    			
    		}
    		else
    		{
    			Node temp=first;
    			first=temp.getNext();
    			temp=null; //头元素删除
    			size--;
    		}
    	}
        
    	/***
    	 * 在元素只有一个时清除first和last元素
    	 */
    	private void clear() 
    	{
    		// TODO Auto-generated method stub
    		first=null;
    		last=null;
    		size=0;
    		
    	}
    	
    	/***
    	 * 删除链表的尾部元素
    	 */
    	public void removeLast()
    	{
    		if(size==0)
    		{
    			throw new IndexOutOfBoundsException("链表没有元素!");
    		}
    		else if(size==1)
    		{
    			clear();
    		}
    		else
    		{
    			Node temp=get(size-2);//获取最后一个元素之前的一个元素
    			temp.setNext(null);
    			size--;
    		}
    	}
    	
    	/***
    	 * 删除链表的中间元素与
    	 */
    	public void removeMiddle(int index)
    	{
    		if(size==0)
    		{
    			throw new IndexOutOfBoundsException("链表没有元素!");
    		}
    		else if(size==1)
    		{
    			clear();
    		}
    		else
    		{
    			if(index==0)
    			{
    				removeFirst();
    			}
    			else if(size==index-1)
    			{
    				removeLast();
    			}
    			else
    			{
    				Node temp=get(index-1); //获得删除元素的前一个元素
    				Node next=temp.getNext();
    				temp.setNext(next.getNext());
    				next=null;
    				size--;	
    			}
    		  
    		}
    	}
    	
         /***
          * 打印所有元素的数据
          */
    	public void printAll()
    	{
    		Node temp=first;
    		System.out.print(temp.getData()+"  ");
    		for(int i =0;i<size-1;i++)
    		{
    			temp=temp.getNext();
    		    System.out.print(temp.getData()+"  "); //挨个输出链表中的元素
    		}
    		
    	}
    	
    	/**
    	 * 获得链表的大小
    	 */
    	public int size()
    	{
    		return size;
    	}
    	
    	/**
    	 * 反转链表
    	 */
    	public void reverse()
    	{
    		Node temp=first;
    		last=temp;
    		Node next=first.getNext();
    		for(int i=0;i<size-1;i++)
    		{
    			Node nextnext=next.getNext(); //下下个
    			next.setNext(temp);
    			temp=next;
    			next=nextnext;
    		}
    		last.setNext(null);
    		first=temp;
    	}
    	
    	/***
    	 * main函数
    	 * @param args
    	 */
    	public  static void main(String [] args)
    	{
    		
    		Link link=new Link();
    		link.addFirst(5);
    		link.addFirst(1);
    		link.addFirst(2);
    		link.addFirst(3);
    		link.addLast(3);
    		link.addLast(4);
    		link.add(1, 1);  //在下标为1的元素之后插入元素
    		link.printAll(); //打印所有的元素
    		
    		link.removeFirst();
    		System.out.println();
    		link.printAll(); //打印所有的元素
    		
    		link.removeLast();
    		System.out.println();
    		link.printAll(); //打印所有的元素
    		
    		link.removeMiddle(3);
    		System.out.println();
    		link.printAll(); //打印所有的元素
    		
    		System.out.println();
    		System.out.println("链表的大小:"+link.size());
    		
    		link.reverse(); //反转链表
    		System.out.println();
    		link.printAll(); //打印所有的元素
    		
    	}
    	
    }
    输出结果:


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  • 单向链表和双向链表分析与操作

    万次阅读 2021-03-15 16:03:40
    3、向链表中插入或从链表中删除一项的操作不需要移动很项,只涉及常数个节点链的改变,时间复杂度为O(1)。 缺点: 由于在链表中,仅仅只有头节点和尾节点是可见的,因此要想查找某个节点,必须从头节点或尾节点...

    单链表和双链表
    链表结构:

    优点:
    1、在程序中使用数组之前,必须事先知道数组的大小,增加数组的大小是一个耗时的过程,在运行时几乎不可能扩展数组的大小。而链表不需要提前声明链表的大小,链表的大小是随着使用的过程逐步增大的。
    2、在空间的利用上链表相比数组要更加灵活,不会造成内存的大量浪费。
    3、向链表中插入或从链表中删除一项的操作不需要移动很多项,只涉及常数个节点链的改变,时间复杂度为O(1)。
    缺点:
    由于在链表中,仅仅只有头节点和尾节点是可见的,因此要想查找某个节点,必须从头节点或尾节点一路找下去,时间复杂度至少为O(logn) (二分),不如数组快。

    创建一个链表

    头指针
    一头指针是指链表指向第一个结点的指针,若链表有
    头结点,则是指向头结点的指针。
    一头指针具有标识作用,所以常用头指针冠以链表的名字(指针变量的名字)。
    一无论链表是否为空,头指针均不为空。一头指针是链表的必要元素。
    头结点
    一头结点是为了操作的统一和方便而设立的,放在第一个元素的结点之前,其数据域一般无意义(但也可以用来存放链表的长度)。
    一有了头结点,对在第一元素结点前插入结点和删除第一结点起操作与其它结点的操作就统一了。
    单链表

    储存结构
    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。
    那么p->next指向谁呢?当然指向第i+1个元素!也就是指向ai+1的指针。
    问题:
    一如果p->data = ai,那么p->next->data =?
    答案:p->next->data = ai+1。

    创建一个单链表
    1、声明一个头指针(如果有必要,可以声明一个头节点);
    2、创建多个存储数据的节点,在创建的过程中,要随时与其前驱节点建立逻辑关系;

    例如创建一个存储{1,2,3,4}且无头节点的单链表 实现增删改查

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    //1、声明结点结构
    typedef struct Link {
        int  elem;         //数据域
        struct Link* next; //指针域
    }link;
    
    
    link* initLink();
    //链表插入的函数,p是链表,elem是插入的结点的数据域,add是插入的位置
    link* insertElem(link* p, int elem, int add);
    //删除结点的函数,p代表操作链表,add代表删除节点的位置
    link* delElem(link* p, int add);
    //查找结点的函数,elem为目标结点的数据域的值
    int selectElem(link* p, int elem);
    //更新结点的函数,newElem为新的数据域的值
    link* amendElem(link* p, int add, int newElem);
    void display(link* p);
    
    int main() {
        link* p = NULL;
        int address;
        //初始化链表(1,2,3,4)
        printf("初始化链表为:\n");
        p = initLink();
        display(p);
    
        printf("在第4的位置插入元素5:\n");
        p = insertElem(p, 5, 4);
        display(p);
    
        printf("删除元素3:\n");
        p = delElem(p, 3);
        display(p);
    
        printf("查找元素2的位置为:\n");
        address = selectElem(p, 2);
        if (address == -1) {
            printf("没有该元素");
        }
        else {
            printf("元素2的位置为:%d\n", address);
        }
        printf("更改第3的位置上的数据为7:\n");
        p = amendElem(p, 3, 7);
        display(p);
    
        return 0;
    }
    
    //2、创建链表(1,2,3,4)
    link* initLink() {
        link* p = (link*)malloc(sizeof(link));//创建一个头结点
        link* temp = p;//声明一个指针指向头结点,用于遍历链表
        int i = 0;
        //生成链表
        for (i = 1; i < 5; i++) {
            link* a = (link*)malloc(sizeof(link));
            a->elem = i;
            a->next = NULL;
            temp->next = a;
            temp = temp->next;
        }
        return p;
    }
    
    //插入一个元素
    link* insertElem(link* p, int elem, int add) {
        link* temp = p;//创建临时结点temp
        link* c = NULL;
        int i = 0;
        //首先找到要插入位置的上一个结点
        for (i = 1; i < add; i++) {
            if (temp == NULL) {
                printf("插入位置无效\n");
                return p;
            }
            temp = temp->next;
        }
        //创建插入结点c
        c = (link*)malloc(sizeof(link));
        c->elem = elem;
        //向链表中插入结点
        c->next = temp->next;
        temp->next = c;
        return  p;
    }
    
    //删除一个元素
    link* delElem(link* p, int add) {
        link* temp = p;
        link* del = NULL;
        int i = 0;
        //遍历到被删除结点的上一个结点
        for (i = 1; i < add; i++) {
            temp = temp->next;
        }
        del = temp->next;//单独设置一个指针指向被删除结点,以防丢失
        temp->next = temp->next->next;//删除某个结点的方法就是更改前一个结点的指针域
        free(del);//手动释放该结点,防止内存泄漏
        return p;
    }
    
    //查找一个元素
    int selectElem(link* p, int elem) {
        link* t = p;
        int i = 1;
        while (t->next) {
            t = t->next;
            if (t->elem == elem) {
                return i;
            }
            i++;
        }
        return -1;
    }
    
    //更新元素
    link* amendElem(link* p, int add, int newElem) {
        int i = 0;
        link* temp = p;
        temp = temp->next;//tamp指向首元结点
        //temp指向被删除结点
        for (i = 1; i < add; i++) {
            temp = temp->next;
        }
        temp->elem = newElem;
        return p;
    }
    void display(link* p) {
        link* temp = p;//将temp指针重新指向头结点
        //只要temp指针指向的结点的next不是Null,就执行输出语句。
        while (temp->next) {
            temp = temp->next;
            printf("%d ", temp->elem);
        }
        printf("\n");
    }
    
    

    双链表

    指针域:用于指向当前节点的直接前驱节点;
    数据域:用于存储数据元素;
    指针域:用于指向当前节点的直接后继节点。
    双链表和单链表是差不多的,只是比单链表多操作一步

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    typedef struct line {
        struct line * prior;
        int data;
        struct line * next;
    }line;
    //双链表的创建
    line* initLine(line * head);
    //双链表插入元素,add表示插入位置
    line * insertLine(line * head, int data, int add);
    //双链表删除指定元素
    line * delLine(line * head, int data);
    //双链表中查找指定元素
    int selectElem(line * head, int elem);
    //双链表中更改指定位置节点中存储的数据,add表示更改位置
    line *amendElem(line * p, int add, int newElem);
    //输出双链表的实现函数
    void display(line * head);
    int main() {
        line * head = NULL;
        //创建双链表
        printf("初始链表为:\n");
        head = initLine(head);
        display(head);
        //在表中第 3 的位置插入元素 7
        printf("在表中第 3 的位置插入新元素 7:\n");
        head = insertLine(head, 7, 3);
        display(head);
        //表中删除元素 2
        printf("删除元素 2:\n");
        head = delLine(head, 2);
        display(head);
    
        printf("元素 3 的位置是:%d\n", selectElem(head, 3));
        //表中第 3 个节点中的数据改为存储 6
        printf("将第 3 个节点存储的数据改为 6:\n");
        head = amendElem(head, 3, 6);
        display(head);
        return 0;
    }
    line* initLine(line * head) {
        int i = 0;
        line * list = NULL;
        head = (line*)malloc(sizeof(line));
        head->prior = NULL;
        head->next = NULL;
        head->data = 1;
        list = head;
        for (i = 2; i <= 3; i++) {
            line * body = (line*)malloc(sizeof(line));
            body->prior = NULL;
            body->next = NULL;
            body->data = i;
    
            list->next = body;
            body->prior = list;
            list = list->next;
        }
        return head;
    }
    line * insertLine(line * head, int data, int add) {
        //新建数据域为data的结点
        line * temp = (line*)malloc(sizeof(line));
        temp->data = data;
        temp->prior = NULL;
        temp->next = NULL;
        //插入到链表头,要特殊考虑
        if (add == 1) {
            temp->next = head;
            head->prior = temp;
            head = temp;
        }
        else {
            int i = 0;
            line * body = head;
            //找到要插入位置的前一个结点
            for (i = 1; i < add - 1; i++) {
                body = body->next;
                if (body == NULL) {
                    printf("插入位置有误\n");
                    break;
                }
            }
            if (body) {
                //判断条件为真,说明插入位置为链表尾
                if (body->next == NULL) {
                    body->next = temp;
                    temp->prior = body;
                }
                else {
                    body->next->prior = temp;
                    temp->next = body->next;
                    body->next = temp;
                    temp->prior = body;
                }
            }
        }
        return head;
    }
    line * delLine(line * head, int data) {
        line * temp = head;
        //遍历链表
        while (temp) {
            //判断当前结点中数据域和data是否相等,若相等,摘除该结点
            if (temp->data == data) {
                temp->prior->next = temp->next;
                temp->next->prior = temp->prior;
                free(temp);
                return head;
            }
            temp = temp->next;
        }
        printf("链表中无该数据元素\n");
        return head;
    }
    //head为原双链表,elem表示被查找元素
    int selectElem(line * head, int elem) {
        //新建一个指针t,初始化为头指针 head
        line * t = head;
        int i = 1;
        while (t) {
            if (t->data == elem) {
                return i;
            }
            i++;
            t = t->next;
        }
        //程序执行至此处,表示查找失败
        return -1;
    }
    //更新函数,其中,add 表示更改结点在双链表中的位置,newElem 为新数据的值
    line *amendElem(line * p, int add, int newElem) {
        int i = 0;
        line * temp = p;
        //遍历到被删除结点
        for (i = 1; i < add; i++) {
            temp = temp->next;
            if (temp == NULL) {
                printf("更改位置有误!\n");
                break;
            }
        }
        if (temp) {
            temp->data = newElem;
        }
        return p;
    }
    //输出链表的功能函数
    void display(line * head) {
        line * temp = head;
        while (temp) {
            if (temp->next == NULL) {
                printf("%d\n", temp->data);
            }
            else {
                printf("%d->", temp->data);
            }
            temp = temp->next;
        }
    }
    
    
    
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    输入一个链表,反转链表后,输出新链表的表头。 基本思路:前插法 若链表长度大于2 从第二个节点p开始 取该节点放入首节点(head)前面 p-&gt;next=head 也就是修改首节点 head=p 直到最后一个节点也插入到...

    输入一个链表,反转链表后,输出新链表的表头。

    基本思路:前插法

    若链表长度大于2

    从第二个节点p开始

    取该节点放入首节点(head)前面 p->next=head

    也就是修改首节点 head=p

    直到最后一个节点也插入到首节点位置

    注意点:需要保存下一个要操作节点地址  同时一开始首节点->next=NULL

    struct ListNode {
        int val;
        struct ListNode *next;
        ListNode(int x) :
                val(x), next(NULL) {
        }
    };

     

     

    ListNode* ReverseList(ListNode* pHead) {
            if(pHead==NULL)
                return NULL;
            else if(pHead->next==NULL)
                return pHead;
            else{
                ListNode* first=pHead;
                ListNode* p=pHead->next;  //前插法 倒置链表  从第二个元素开始依次插入第一个前面
                first->next=NULL;
                ListNode* temp=p;
                while(p!=NULL)
                {
                    temp=p;
                    p=p->next;
                    temp->next=first;
                    first=temp;
                }
                return first;
            }
     
        }

     

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多向链表