数据结构——单向链表

什么是数据结构

数据结构：用来组织和存储数据

程序 = 数据结构 + 算法

数据与数据之间的关系

(1)逻辑结构：数据元素与元素之间的关系

        集合：元素与元素之间平等的关系

        线性结构：数据元素之间存在一对一的关系（顺序表、链表、队列、栈，内存是一种线性的存储结构）

        树形结构：数据元素之间存在一对多的关系（二叉树）

        图形结构：数据元素之间存在多对多的关系（网状结构）

（2）物理结构：数据元素在计算机内存中的存储方式

        顺序结构：在内存中选用一段连续的内存空间进行存储

                1，数据访问方便（O(1)）

                2，插入和删除数据时需要移动大量数据

                3,需要进行预内存分配，即预先知道需要多少内存空间

                4，可能造成大量的内存碎片（零碎的内存空间，由于太小而无法被使用）

                        内存碎片：内内存碎片，例如结构体中补上的内存

                        外内存碎片：两端连续的内存空间之间的内存空间，经常出现在申请两段大的内存空间之间

        链式结构：可以在内存中选用一段非连续的内存空间进行存储

                1，数据访问时候必须要从头遍历（O(n)）

                2，插入和删除元素方便

                3，不需要预内存分配，是一种动态存储的方式

        索引结构：将要存储的数据的关键字和存储位置之间构建一个索引表

        散列结构（哈希结构）：将数据的存储位置与数据元素之间的关键字建立起对应的关系（哈希函数），并根据该关系进行数据存储和查找

单向链表的定义及其他操作

链表：存储数据的对象

        单向链表

data（数据域）

pnext（指针域，存储下一个元素的首地址）

                两个域组成在一起，称之为链表的结点，结点与结点之间通过指针的联系构成了单向链表，链表最后一个结点的指针域指向NULL，而第一个结点需要一个头节点来指向，而头节点还保存了链表的其他属性

        需要链表时应需要的步骤

        （1）创建链表对象（结构体）

        （2） 插入、删除、查找、修改数据

        （3）销毁链表

        例：结点

struct node
{int data;struct node *pnext;
};

        链表对象（clen为节点个数）

struct link
{struct node * phead;int clen;
};

进行单向链表操作前，需要进行链表的定义，先在link.h中定义，并声明link.c中的函数

 

在link.c中创建，为了防止栈区被填满，所以申请堆区空间

        创建链表对象函数

        申请堆区空间，判断是否申请成功，初始化，返回链表对象的地址 

头插法，在头节点前插入新数据

        申请节点：申请新的堆区空间，判断是否申请成功

        初始化结点：将申请的结点初始化

        头插2步：先将新定义的结点指向原先的头节点，再将链表对象指向新的头节点，增加结点个数。其中两步不可颠倒，如果颠倒，则会导致头节点位置消失，无法找到头节点

遍历 

        定义指向头节点的指针ptmp，循环（当ptmp为空指针时终止），输出该结点的数据，将ptmp指向下一个结点 

        会倒着遍历出链表中的元素，因为采用的是头插法，所以先插入的在后，后插入的在前

查找

        在遍历的基础上删除输出并添加判断条件，并返回该值的地址，如果没有则返回空指针

修改

        在查找的基础上添加判断条件，并返回值来说明是否成功修改

头删

        第一个函数为判断是否为空链表，第二个函数为头删，判断是否为空链表， 定义新指针指向头节点，将链表对象指向第二个结点，释放新指针指向的旧头节点，节点数减一，成功删除则返回0