单链表是一种链式存取的数据结构,用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。单链表的应用非常广,它可以实现栈,队列等。
Problem
我对学习任何东西都希望能找到尽可能简单的例子,而不是看起来好高大上的;
对链表这样简答的数据结构,有些书也是写得太过“完美”啦;
初学者很难抓住重点,反正我初学的时候就是看不懂;
因此我打算从简单入手去演示;
我们需要实现下面图这样的结构,叫做链表哈;
Solution
首先咱们要想到这几个ABC圆圈可以代表一个数据的节点,什么是节点呢?;
节点就好比是几个同学聚集到一个宿舍一样,他们各自有各自的身高体重;
因此,我们需要一个结构体,声明如下:
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">struct node { int height; int weight; };</pre>
这样一个结构体似乎还差些什么,我们观察上面的图发现,在每个圆圈的外边还有一个连接线;
我们需要这样一条线;
因此,我们的代码可能会是这样的:
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">struct node { int height; int weight; void * a_line; };</pre>
但是呢!再想想,我们这条线指向的是和它本身一样的结构体;
我们如果声明为和它一样的指针不是更好吗?
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">struct node { int height; int weight; struct node * a_line; };</pre>
我们把代码改回来,这样的声明到底合不合法呢?事实上,这里的递归声明一个指针是合法的;
好节点声明完啦,我们可以测试链表啦!这有点不可思议,那么简单吗?看看main函数;
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">#include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct node { int hight; int weight; struct node * a_line; }; int main(void) { struct node * A = (struct node*)malloc(sizeof(struct node)); A->weight = 60; //kg A->hight = 170; //cm A->a_line = NULL; return 0; }</pre>
好啦!链表完成啦!你或许以为我在开玩笑呢!好吧,其实的确是一个简单的链表啦;
只不过,它只有一个A点,你无法接受这种一个节点的链表,好吧,我们把ABC连接起来;
首先,我们需要三个点;
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">int main(void) { struct node * A = (struct node*)malloc(sizeof(struct node)); A->weight = 60; //kg A->hight = 170; //cm A->a_line = NULL; struct node * B = (struct node*)malloc(sizeof(struct node)); B->weight = 50; //kg B->hight = 160; //cm B->a_line = NULL; struct node * C = (struct node*)malloc(sizeof(struct node)); C->weight = 70; //kg C->hight = 180; //cm C->a_line = NULL; return 0; }</pre>
然后,是把他们连接起来;
A->a_line = B;
B->a_line = C;
好啦!连起来啦,满意啦吧!,你肯定以为我又骗你;
毕竟,怎么也看不出来连接起来啦;
好,让我们从A到C路线走一程,看看能不能走通;
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">struct node * we; we = A; while (we != NULL){ printf("The hight is %d and the weight is %d \n",we->hight,we->weight); we = we->a_line; }</pre>
为了,”旅行“我们把名字报道到了旅行社;
并且,我们获取到了第一站地址就是A的地址啦!
出发;
while循环的意思很简单,判断我们是否到达终点;
没有到达就是打印,xxx,,你懂的;
然后we = we->a_line这句话是关键哦!
我不想解释,自己画图想想!!!
想好了看看我们的运行结果吧!
Discussion
我们的简单链表已经完成,不过他的缺点有点多,比如:
1,要是数据很多怎么办,100000个节点,这个main函数得写多长啊。。。
2,这个连接的方式也太土啦吧!万一某个节点忘记连接下一个怎么办。。。
3,要是我想知道这个节点到底有多长,难道每次都要从头到尾数一遍嘛。。。
4,要是我想在尾部添加一个节点,是不是爬也要爬到尾部去啊。。。
C语言一个单链表的实现
<pre class="brush:cpp;toolbar:false">#include<stdio.h> #include<malloc.h> typedef int Item;//定义数据项类型 typedef struct node * PNode;//定义节点指针 //节点的定义 typedef struct node { Item item;//数据域 PNode next;//链域 }Node,* SList; /* int SL_Creat(SList *p_list,int size) 参数 p_list:指向一个链表指针,此处传入表头地址 size:要创建的链表分配的数据元素空间个数,不包含头节点 返回值 若成功返回1,否则返回0。 功能 该函数的功能是创建一个大小为size的链表并把链表的头指针赋给p_lsit所指的链表指针。 */ int SL_Creat(SList *p_list,int size) { PNode p=NULL; int i; *p_list = (SList)malloc(sizeof(Node)); if(*p_list==NULL) return -1; (*p_list)->next = NULL; for(i=size;i>0;i--) { p = (PNode)malloc(sizeof(Node)); if(p==NULL) return -1; p->item = 0; p->next = (*p_list)->next; (*p_list)->next = p; } return 1; } /* int SL_Insert(SList list,int pos,Item item) 参数 list:要插入数据的单链表 int:指定要插入元素的位置,从1开始计数 item:要插入的数据项 返回值 若成功返回1,否则返回-1。 功能 该函数的功能是在链表list的pos位置插入新元素,其值为item。 */ int SL_Insert(SList list,int pos,Item item) { PNode p,q; int i; p = list; i = 0; while(p!=NULL && i<pos-1)//将指针p移动到要插入元素位置之前 { p = p->next; i ;//i记录p指向的是第几个位置 } if(p==NULL || i > pos-1) return -1; q = (Node *)malloc(sizeof(Node));//未插入节点分配内存 if(q!=NULL)//若内存分配成功,将节点插入指定位置 { q->item = item; q->next = p->next; p->next = q; return 1; } else { return -1; } } /* int SL_GetItem(SList list,int pos,Item *p_item) 参数 list:要获取数据项所在的单链表 int:指定要获取元素在单链表中的位置 p_item:指向要接收数据项的变量 返回值 若成功返回1,否则返回-1。 功能 该函数的功能是获取在链表list的pos位置的元素的数据项,其值赋给p_item所指的变量。 */ int SL_GetItem(SList list,int pos,Item *p_item) { PNode p; int i; p = list; i = 0; while(p!=NULL && i<pos)//将指针p移动到要返回的元素位置 { p = p->next; i ;//i记录p指向的是第几个位置 } if((p==NULL)||(i>pos)) { return -1; } *p_item = p->item; return 1; } /* int SL_Delete(SList list,int pos,Item * p_item) 参数 list:要删除元素所在的单链表 int:指定要删除元素在单链表中的位置 p_item:指向接收删除元素的数据项的变量 返回值 若成功返回1,否则返回-1。 功能 该函数的功能是删除在链表list的pos位置的元素,其值赋给p_item所指的变量。 */ int SL_Delete(SList list,int pos,Item * p_item) { PNode p,q; int i; p = list; i = 0; while(p!=NULL && i<pos-1)//将指针p移动到要插入元素位置之前 { p = p->next; i ;//i记录p指向的是第几个位置 } if(p->next==NULL || i > pos-1) return -1; q = p->next; p->next = q->next; if(p_item != NULL) *p_item = q->item; free(q); return 1; } /* int SL_SetItem(SList list,int pos,Item item) 参数 list:要设置元素所在的单链表 int:指定要设置元素在单链表中的位置 p_item:要设置元素的数据项的值 返回值 若成功返回1,否则返回-1。 功能 该函数的功能是将链表list的pos位置的元素的数据项设置为item。 */ int SL_SetItem(SList list,int pos,Item item) { PNode p=NULL; int i; p = list; i = 0; while(p!=NULL && i<pos)//将指针p移动到要插入元素位置之前 { p = p->next; i ;//i记录p指向的是第几个位置 } if(p==NULL || i > pos) return -1; p->item = item; return 1; } /* int SL_Find(SList list,int *pos,Item item) 参数 list:要查找元素所在的单链表 int:指向要存储的查得的元素的位置的变量 p_item:要查找元素的数据项的值 返回值 若成功返回1,否则返回-1。 功能 该函数的功能是在链表list中查找数据项为item的元素,将其位置值赋给pos所指的变量。 */ int SL_Find(SList list,int *pos,Item item) { PNode p; int i; p = list; i = 0; while(p!=NULL && p->item!=item)//将指针p移动到要插入元素位置之前 { p = p->next; i ;//i记录p指向的是第几个位置 if(p->item == item) { *pos = i; //返回查询到的位置 return 1; } } return -1; } /* int SL_Empty(SList list) 参数 list:要判断的单链表 返回值 若为空则返回1,否则返回 0。 功能 该函数的功能是判断链表list是否为空表。 */ int SL_Empty(SList list) { PNode p; p = list; if(p->next == NULL) return 1; return 0; } /* int SL_Size(SList list) 参数 list:要查找的单链表 返回值 返回包含节点的个数。 功能 该函数的功能是返回链表list中节点的个数,包含头节点。 */ int SL_Size(SList list) { PNode p; int i; p = list; i = 0; while(p!=NULL) { p = p->next; i ; } return i; } /* int SL_Clear(SList *p_list) 参数 p_list:指向要清除的单链表 返回值 成功返回值为1。 功能 该函数的功能是清除链表的所有节点,包含头节点。 */ int SL_Clear(SList *p_list) { PNode p,q; int i; p = *p_list; i = 0; while(p!=NULL) { q = p->next;//借助于q存储p的链域,否则释放p后无法引用 free(p); p = q; } *p_list = NULL;//将所指的链表指针设为NULL return 1; }</pre>
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