初阶数据结构（C语言实现）——3顺序表和链表（3）

3.链表

3.1 链表的概念及结构

概念：链表是一种物理存储结构上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的

链表的物理结构

1.从上图可看出，链式结构在逻辑上是连续的，但是在物理上不一定连续
2.现实中的结点一般都是从堆上申请出来的
3.从堆上申请的空间，是按照一定的策略来分配的，两次申请的空间可能连续，也可能不连续

3.2 链表的分类

实际中链表的结构非常多样，以下情况组合起来就有8种链表结构：

1. 单向或者双向

3. 带头或者不带头

4. 循环或者非循环

虽然有这么多的链表的结构，但是我们实际中最常用还是两种结构：

1. 无头单向非循环链表：结构简单，一般不会单独用来存数据。实际中更多是作为其他数据结构的子结构，如哈希桶、图的邻接表等等。另外这种结构在笔试面试中出现很多。
2. 带头双向循环链表：结构最复杂，一般用在单独存储数据。实际中使用的链表数据结构，都是带头双向循环链表。另外这个结构虽然结构复杂，但是使用代码实现以后会发现结构会带来很多优势，实现反而简单了。

3.3 无头+单向+非循环链表增删查改接口实现

typedef int SLTDateType;
typedef struct SListNode
{
SLTDateType data;
struct SListNode* next;
}SListNode;

// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);
// 单链表打印
void SListPrint(SListNode* plist);
// 单链表尾插
void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的头插
void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);
// 单链表的尾删
void SListPopBack(SListNode** pplist);
// 单链表头删
void SListPopFront(SListNode** pplist);
// 单链表查找
SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);
// 单链表在pos位置之后插入x
void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);
// 单链表删除pos位置之后的值
void SListEraseAfter(SListNode* pos);

3.3.1 动态申请一个节点

// 动态申请一个节点
SListNode* BuySListNode(SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = (SListNode*)malloc(sizeof(SListNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("BuySListNode::mallo fail!");
		return NULL;
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

3.3.2 单链表打印

void SListPrint(SListNode* phead)
{
	SListNode *cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

3.3.3 单链表尾插

思路

void SListPushBack(SListNode** pphead, SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	
	if (*pphead == NULL)
	{
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		//找尾
		SListNode* tail =*pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = newnode;
	}
}

3.3.4 单链表的头插

思路比较简单

void SListPushFront(SListNode** pphead, SLTDateType x)
{
	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

3.3.5 单链表的尾删

思路

void SListPopBack(SListNode** pphead)
{
	assert(*pphead);

	// 1、只有一个节点
	if ((*pphead)->next == NULL)
	{
		free(*pphead);
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		// 2、多个节点
		//找尾
		SListNode* prev = NULL;
		SListNode* tail = *pphead;
		while (tail->next != NULL)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}

		free(tail);
		tail = NULL;
		prev->next = NULL;
	}
}

3.3.6 单链表头删

思路

void SListPopFront(SListNode** pphead)
{
	assert(*pphead);
	SListNode* first = *pphead;
	*pphead = first->next;
	free(first);
	first = NULL;
}

3.3.7 单链表查找

思路比较简单，如果找到就返回找到的结点，没找到就返回NULL

SListNode* SListFind(SListNode* phead, SLTDateType x)
{
	SListNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		if (cur->data == x)
		{
			return cur;
		}
		cur = cur->next;
	}
	return NULL;
}

3.3.8 单链表在pos位置之后插入x

思路,比较简单。

void SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x)
{
	assert(pos);
	SListNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = pos->next;
	pos->next = newnode;
}

3.3.9 单链表删除pos位置之后的值

void SListEraseAfter(SListNode* pos)
{
	assert(pos);
	assert(pos->next);

	SListNode* del = pos->next;
	pos->next = del->next;
	free(del);
	del = NULL;
}