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C語(yǔ)言創(chuàng)建和操作單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)例教程

 更新時(shí)間:2016年04月25日 15:09:37   作者:xubin341719  
這篇文章主要介紹了C語(yǔ)言創(chuàng)建和操作單鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)例教程,講解使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)鏈表結(jié)構(gòu)時(shí)指針的使用,需要的朋友可以參考下

1,為什么要用到鏈表

數(shù)組作為存放同類數(shù)據(jù)的集合,給我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)帶來(lái)很多的方便,增加了靈活性。但數(shù)組也同樣存在一些弊病。如數(shù)組的大小在定義時(shí)要事先規(guī)定,不能在程序中進(jìn)行調(diào)整,這樣一來(lái),在程序設(shè)計(jì)中針對(duì)不同問(wèn)題有時(shí)需要3 0個(gè)大小的數(shù)組,有時(shí)需要5 0個(gè)數(shù)組的大小,難于統(tǒng)一。我們只能夠根據(jù)可能的最大需求來(lái)定義數(shù)組,常常會(huì)造成一定存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)。

我們希望構(gòu)造動(dòng)態(tài)的數(shù)組,隨時(shí)可以調(diào)整數(shù)組的大小,以滿足不同問(wèn)題的需要。鏈表就是我們需要的動(dòng)態(tài)數(shù)組。它是在程序的執(zhí)行過(guò)程中根據(jù)需要有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就向系統(tǒng)要求申請(qǐng)存儲(chǔ)空間,決不構(gòu)成對(duì)存儲(chǔ)區(qū)的浪費(fèi)。

鏈表是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系使鏈表分成三種:?jiǎn)捂湵?、循環(huán)鏈表、雙向鏈表,下面將逐一介紹。

2,單向鏈表

單鏈表有一個(gè)頭節(jié)點(diǎn)head,指向鏈表在內(nèi)存的首地址。鏈表中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型為結(jié)構(gòu)體類型,節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)成員:整型成員(實(shí)際需要保存的數(shù)據(jù))和指向下一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型節(jié)點(diǎn)的指針即下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址(事實(shí)上,此單鏈表是用于存放整型數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)數(shù)組)。鏈表按此結(jié)構(gòu)對(duì)各節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)需從鏈表的頭找起,后續(xù)節(jié)點(diǎn)的地址由當(dāng)前節(jié)點(diǎn)給出。無(wú)論在表中訪問(wèn)那一個(gè)節(jié)點(diǎn),都需要從鏈表的頭開始,順序向后查找。鏈表的尾節(jié)點(diǎn)由于無(wú)后續(xù)節(jié)點(diǎn),其指針域?yàn)榭?,寫作為NULL。

如圖所示:

2016425150545423.jpg (600×130)

上圖還給出這樣一層含義,鏈表中的各節(jié)點(diǎn)在內(nèi)存的存儲(chǔ)地址不是連續(xù)的,其各節(jié)點(diǎn)的地址是在需要時(shí)向系統(tǒng)申請(qǐng)分配的,系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)存的當(dāng)前情況,既可以連續(xù)分配地址,也可以跳躍式分配地址。

3,單向鏈表程序的實(shí)現(xiàn)
(1),鏈表節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義

struct node 
{ 
  int num; 
  struct node *p; 
} ; 

在鏈表節(jié)點(diǎn)的定義中,除一個(gè)整型的成員外,成員p是指向與節(jié)點(diǎn)類型完全相同的指針。

在鏈表節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,非常特殊的一點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)體內(nèi)的指針域的數(shù)據(jù)類型使用了未定義成功的數(shù)據(jù)類型。這是在C中唯一規(guī)定可以先使用后定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(2),鏈表的創(chuàng)建、輸出步驟
單鏈表的創(chuàng)建過(guò)程有以下幾步:

1 ) 定義鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);

2 ) 創(chuàng)建一個(gè)空表;

3 ) 利用malloc ( )函數(shù)向系統(tǒng)申請(qǐng)分配一個(gè)節(jié)點(diǎn);

4 ) 將新節(jié)點(diǎn)的指針成員賦值為空。若是空表,將新節(jié)點(diǎn)連接到表頭;若是非空表,將新

節(jié)點(diǎn)接到表尾;

5 ) 判斷一下是否有后續(xù)節(jié)點(diǎn)要接入鏈表,若有轉(zhuǎn)到3 ),否則結(jié)束;

單鏈表的輸出過(guò)程有以下幾步

1) 找到表頭;

2) 若是非空表,輸出節(jié)點(diǎn)的值成員,是空表則退出;

3 ) 跟蹤鏈表的增長(zhǎng),即找到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址;

4) 轉(zhuǎn)到2 ).

(3),程序代碼例子:
創(chuàng)建一個(gè)存放正整數(shù)單鏈表,輸入0或小于0的數(shù),結(jié)束創(chuàng)建鏈表,并打印出鏈表中的值,程序如下:

#include <stdlib.h> /*含ma l l o c ( ) 的頭文件*/ 
#include <stdio.h> 
 //①定義鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 
struct node 
{ 
  int num; 
  struct node *next; 
}; 
//函數(shù)聲明 
struct node *creat();  
void print(); 
main( ) 
{ 
 
  struct node *head; 
  head=NULL;  //②建一個(gè)空表 
  head=creat(head);/*創(chuàng)建單鏈表*/ 
  print(head);/*打印單鏈表*/ 
} 
/******************************************/  
struct node*creat(struct node *head)/*返回的是與節(jié)點(diǎn)相同類型的指針*/ 
{ 
  struct node*p1,*p2; 
  int i=1; 
//③利用malloc ( )函數(shù)向系統(tǒng)申請(qǐng)分配一個(gè)節(jié)點(diǎn) 
  p1=p2=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));/*新節(jié)點(diǎn)*/  
  printf("請(qǐng)輸入值,值小于等于0結(jié)束,值存放地址為:p1_ADDR= %d\n",p1); 
  scanf("%d",&p1->num);/*輸入節(jié)點(diǎn)的值*/ 
  p1->next=NULL;/*將新節(jié)點(diǎn)的指針置為空*/ 
  while(p1->num>0)/*輸入節(jié)點(diǎn)的數(shù)值大于0*/ 
  { 
//④將新節(jié)點(diǎn)的指針成員賦值為空。若是空表,將新節(jié)點(diǎn)連接到表頭;若是非空表,將新節(jié)點(diǎn)接到表尾;  
    if(head==NULL) 
      head=p1;/*空表,接入表頭*/ 
    else  
      p2->next=p1;/*非空表,接到表尾*/ 
    p2=p1; 
 
    p1=(struct node*)malloc(sizeof(struct node));/*下一個(gè)新節(jié)點(diǎn)*/ 
    i=i+1; 
    printf("請(qǐng)輸入值,值小于等于0結(jié)束,值存放地址為:p%d_ADDR= %d\n",i,p2); 
    scanf("%d",&p1->num);/*輸入節(jié)點(diǎn)的值*/ 
//⑤判斷一下是否有后續(xù)節(jié)點(diǎn)要接入鏈表,若有轉(zhuǎn)到3 ),否則結(jié)束;  
  } 
//==============原來(lái)程序更正部分:(多謝@daling_datou提醒)================================ 
  free(p1); //申請(qǐng)到的沒(méi)錄入,所以釋放掉  
  p1=NULL;  //使指向空  
  p2->next = NULL; //到表尾了,指向空  
  printf("鏈表輸入結(jié)束(END)\n");  
//============================================== 
  return head;/*返回鏈表的頭指針*/ 
} 
/*******************************************/ 
void print(struct node*head)/*出以head為頭的鏈表各節(jié)點(diǎn)的值*/ 
{ 
  struct node *temp; 
  temp=head;/*取得鏈表的頭指針*/ 
 
  printf("\n\n\n鏈表存入的值為:\n"); 
  while(temp!=NULL)/*只要是非空表*/ 
  { 
    printf("%6d\n",temp->num);/*輸出鏈表節(jié)點(diǎn)的值*/ 
    temp=temp->next;/*跟蹤鏈表增長(zhǎng)*/ 
  } 
  printf("鏈表打印結(jié)束!!"); 
} 

2016425150704280.png (675×442)

在鏈表的創(chuàng)建過(guò)程中,鏈表的頭指針是非常重要的參數(shù)。因?yàn)閷?duì)鏈表的輸出和查找都要從鏈表的頭開始,所以鏈表創(chuàng)建成功后,要返回一個(gè)鏈表頭節(jié)點(diǎn)的地址,即頭指針。

程序執(zhí)行流程:

2016425150725045.gif (450×391)

4,單鏈表操作基礎(chǔ)示例

#include <stdio.h> 
#include <malloc.h> 
#define LEN sizeof(NODE) 
 
typedef struct _NODE//節(jié)點(diǎn)聲明 
{ 
  int val; 
  struct _NODE* next; 
} NODE, *PNODE; 
 
void print(PNODE head){//打印所有節(jié)點(diǎn) 
  while (head) 
  { 
    printf("%3d",head->val); 
    head = head->next; 
  } 
  printf("\n"); 
} 
 
void insertHead(PNODE *pHead, int val){//頭插法 
  PNODE n = (PNODE)malloc(LEN); 
  n->val = val; 
  n->next = *pHead; 
  *pHead = n; 
} 
 
void insertTail(PNODE *pHead, int val){//尾插法 
  PNODE t = *pHead; 
  PNODE n = (PNODE)malloc(LEN); 
  n->val = val; 
  n->next = NULL; 
  if (*pHead == NULL) 
  { 
    n->next = *pHead; 
    *pHead = n; 
  }else{ 
    while (t->next) 
    { 
      t = t->next; 
    } 
    t->next = n; 
  } 
} 
 
void deleteHead(PNODE *pHead){//刪除頭 
  if (*pHead == NULL) 
  { 
    return; 
  } 
  else 
  { 
    PNODE t = *pHead; 
    *pHead = (*pHead)->next; 
    free(t); 
  } 
} 
 
void deleteTail(PNODE *pHead){//刪除尾 
  PNODE t = *pHead; 
  if (t == NULL) 
  { 
    return; 
  } 
  else if (t->next == NULL) 
  { 
    free(t); 
    *pHead = NULL; 
  } 
  else{     
    while (t->next->next != NULL) 
    { 
      t = t->next; 
    } 
    free(t->next); 
    t->next = NULL; 
  } 
} 
 
PNODE findByVal(PNODE head, int val){//根據(jù)值找到滿足條件的第一個(gè)節(jié)點(diǎn) 
  while (head != NULL && head->val != val) 
  { 
    head = head->next; 
  } 
  return head; 
} 
 
PNODE findByIndex(PNODE head, int index){//根據(jù)索引找節(jié)點(diǎn) 
  if (index == 1) 
  { 
    return head; 
  } 
  else 
  { 
    int c = 1; 
    while (head != NULL && index != c) 
    { 
      head = head->next; 
      c++; 
    } 
  } 
  return head; 
} 
 
void insertByIndex(PNODE *pHead, int index, int val){//根據(jù)索引插入節(jié)點(diǎn) 
  if (index == 1) 
  { 
    insertHead(pHead, val); 
  } 
  else 
  { 
    PNODE t = findByIndex(*pHead,index - 1); 
    if (t == NULL) 
    { 
      return; 
    } 
    else 
    { 
      PNODE n = t->next; 
      t->next = (PNODE)malloc(LEN); 
      t->next->next = n; 
      t->next->val = val; 
    } 
  } 
} 
 
void deleteByIndex(PNODE *pHead, int index)//根據(jù)結(jié)點(diǎn)索引刪除結(jié)點(diǎn) 
{ 
  if (index == 1) 
  { 
    deleteHead(pHead); 
  } 
  else 
  { 
    PNODE t= findByIndex(*pHead, index - 1); 
    if (t == NULL || t->next == NULL) 
    { 
      return; 
    }else{ 
      PNODE n = t->next->next; 
      free(t->next); 
      t->next = n; 
    } 
  } 
} 
 
void deleteByVal(PNODE *pHead, int val)//根據(jù)值刪掉第一個(gè)滿足條件的 
{ 
  if (*pHead == NULL)//如果空表退出 
  { 
    return; 
  } 
  else 
  { 
    if ((*pHead)->val == val)//如果第一個(gè)就是,刪頭 
    { 
      deleteHead(pHead); 
    } 
    else 
    { 
      PNODE t = *pHead; 
      while (t->next != NULL && t->next->val != val)//遍歷,若t的next為空或者next是要找的節(jié)點(diǎn)則退出 
      { 
        t = t->next; 
      } 
      if (t->next)//如果t指向要找的結(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn) 
      { 
        PNODE n = t->next->next;//刪除要找的結(jié)點(diǎn) 
        free(t->next); 
        t->next = n; 
      } 
    } 
  } 
} 
 
void clear(PNODE *pHead)//清除鏈表 
{ 
  while ((*pHead) != NULL) 
  { 
    deleteHead(pHead);//從頭刪除 
  } 
} 
 
void main() 
{ 
  PNODE head = NULL; 
 
  insertTail(&head,1); 
  deleteHead(&head); 
  insertTail(&head,2); 
  insertTail(&head,3); 
  insertTail(&head,4); 
  insertTail(&head,5); 
  insertTail(&head,6); 
 
  print(head); 
  insertByIndex(&head, 6, 9); 
  print(head); 
  //deleteByIndex(&head,3); 
  deleteByVal(&head, 2); 
  print(head); 
  clear(&head); 
  print(head); 
  insertByIndex(&head,1,12); 
  print(head); 
} 

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