C语言程序设计——链表

原创

叮 2022-12-26 20:00:28 博主文章分类：C语言程序设计 ©著作权

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一. 算法

通俗的定义：

解题的方法和步骤

狭义的定义：

对存储数据的操作

对不同的存储结构，要完成某一个功能所执行的操作时不一样的
  比如:
      要输出数组中所有的元素的操作和
      要输出链表中所有元素的操作肯定是不一样的
这说明：
    算法是依附于存储结构的，不同的存储结构，所执行的算法是不一样的

广义的定义（站在更高的的层次去看）：

广义的算法也叫泛型
无论数据是如何存储的，对该数据的操作都是一样的
使用分层思想

我们至少可以通过两个结构来存储数据

数组
缺点：数组的连续性

分配很大的空间时，没有大块连续区域
  插入和删除要动大量的数据（效率低）

优点：存取速度快

链表
优点：

插入和删除元素效率高
  不需要一个连续的很大的内存

缺点：

查找某个位置的元素效率低
  链表一个节点中应包含一个指针变量，用它来存放下一个节点的地址

二. 链表

定义：链表是一种常见的重要的数据结构，它是动态的进行存储单元分配的一种结构

说明：

1. 链表的最后一个节点的指针域置成'\0'(NULL)值，标志着链表的结束
2. 每一个链表都用一个“头指针”变量来指向链表的开始，称为head指针，在head指针中存放了链表第一个节点的地址

专业术语：

首节点

存放第一个有效数据的节点

尾结点

存放最后一个有效数据的节点

头节点

头结点的数据类型和首节点的类型是一模一样的
  头结点是首节点前面的那个节点
  头结点并不存放有效数据
  设置头结点的目的是为了方便对链表的操作

头指针

存放头结点地址的指针变量

确定一个链表需要一个参数：头指针

图示理解：

C语言程序设计——链表_链表

举例理解：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
 
//定义了一个链表节点的数据类型 
struct Node
{
  int data;     //数据域 
  struct Node *pNext; //指针域，pNext存放了 struct Node类型变量的地址，所以它本身也是这个类型 
};

//函数声明
struct Node * CreateList(void);
void TraverseList(struct Node *pHead);
 
int main(void)
{
  struct Node *pHead = NULL;  //pHead用来存放链表头结点的地址
  
  pHead = CreateList(); //只需知道链表头结点的地址，就能找到链表，并获取里面的每一个元素 ，动态创建一个链表 
  TraverseList(pHead);  //遍历输出 
  
  return 0; 
 } 
 
 struct Node * CreateList(void) //函数返回值是： struct Node *类型
 {
  int len;  //用来存放有效节点的个数 
  int i;
  int val;    //用来临时存放用户输入的节点的值
  
  //分配一个不存放有效数据的头结点 
  struct Node *pHead = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
  if(NULL == pHead)
  {
    printf("分配失败，程序终止！");
    exit(-1); 
  } 
  struct Node *pTail = pHead;
  pTail->pNext = NULL; //等价于(*pTail).pNext
  
  printf("请输入您要生成的链表节点的个数：len = ");
  scanf("%d", &len);
  
  for(i=0; i<len; ++i)
  {
    printf("请输入第%d个节点的值：", i+1);
    scanf("%d", &val);
    
    struct Node *pNew = (struct Node *)malloc(sizeof(struct Node));
    if(NULL == pNew)
    {
      printf("分配失败，程序终止！\n");
      exit(-1); 
    } 
    pNew->data = val;  //等价于(*pNew).data
    pTail->pNext = pNew; //表示(*pTail).pNext指向了以pNew内容为地址的变量
    pNew->pNext = NULL;
    pTail = pNew;
  } 
  
  return pHead;
} 

bool empty_list(struct Node *pHead)
{
  if(pHead->pNext == NULL) //pHead->pNext == (*pHead).pNext
    return true;
  else
    return false;
}

void TraverseList(struct Node *pHead)
{
/*
  if( empty_list(pHead) )
  {
    printf("链表为空"); 
  }
*/
  struct Node *p = pHead->pNext; //表示(*pHead).pNext指针变量的内容发送给了指针变量p
  
  while(NULL != p)
  {
    printf("%d\n", p->data);
    p = p->pNext;  //等价于把(*p).pNext里面存放的地址复制一份替换了原来p里面存放的地址
  }
    
  return; 
}