当前位置： 首页 > news >正文

【数据结构】大话单链表

news 2025/10/28 6:55:53

一、链表是啥？先从"串珠子"说起

你小时候肯定玩过串珠子吧？一颗珠子接着一颗，用线串起来，能弯能折，想加颗珠子就加，想拆颗珠子就拆。单链表就跟这串珠子一个道理：

  • 每颗珠子 = 链表的"节点"（Node）
  • 珠子里的东西 = 节点的"数据域"（存储数据）
  • 串珠子的线 = 节点的"指针域"（指向下一个节点）

咱们平时用的数组就像固定长度的铁盒子，大小一开始就定死了，想多放个东西都不行；而链表就像橡皮筋串珠子，长短能随便变，灵活得很！

单链表的结构大概是这样：

头节点(存长度) → 第1个节点 → 第2个节点 → ... → 最后一个节点 → NULL

（注意：头节点不算实际数据节点，就像串珠子的线绳头，方便咱们操作整个链表）

二、手把手教你定义链表

要实现链表，首先得告诉计算机"节点"长啥样。用C++来说，就是定义一个结构体：

typedef int ElemType;  // 数据类型，这里先拿int举例
struct Node;  // 提前声明
typedef struct Node* LinkList;  // 链表指针，方便操作
typedef struct Node
{ElemType data;  // 数据域：存具体数值LinkList next;  // 指针域：存下一个节点的地址
}Node;

你看，每个节点就像个小盒子，左边装数据，右边装个"箭头"指向隔壁盒子。

三、创建链表：从0到1串起珠子

创建链表有两种方法：头插法（往最前面加珠子）和尾插法（往最后面加珠子）。咱们先学尾插法，更符合咱们平时"按顺序串珠子"的习惯。

/*** 创建单链表（尾插法）* @param len 要创建的链表长度* @return 头节点指针（相当于拿到了整串珠子）*/
LinkList CreateListHead(int len) 
{// 先做个"绳头"（头节点）LinkList pHead = new Node();pHead->data = 0;  // 头节点数据域存链表长度，初始0pHead->next = nullptr;  // 刚开始绳头后面啥也没有LinkList tmp = pHead;  // 临时指针，跟着珠子串移动，始终指着最后一颗珠子LinkList mynode = nullptr;  // 新珠子for (int i = 0; i < len; i++) {// 造一颗新珠子mynode = new Node();mynode->data = rand() % 100 + 1;  // 随便给个1-100的数当数据mynode->next = nullptr;  // 新珠子后面暂时没别的珠子// 把新珠子串到最后tmp->next = mynode;  // 让当前最后一颗珠子的箭头指向新珠子tmp = mynode;  // 现在新珠子成了最后一颗，tmp移过去pHead->data++;  // 链表长度加1，头节点记得账}return pHead;  // 把串好的珠子（带绳头）交出去
}

这段代码的关键是tmp指针，它就像你的手，始终拿着当前最后一颗珠子，新珠子来了就接在后面，然后手再挪到新珠子上。

四、查：找第i颗珠子里的东西

想知道第3颗珠子里装的啥？这就是"查找"操作。步骤很简单：从第一颗珠子开始，一个一个往后数，数到第i颗就行。

/*** 查找第i个元素的值* @param L 整个链表（绳头）* @param i 要找的位置（从1开始数）* @param e 用来存找到的值* @return 找到返回true，找不到返回false*/
bool GetElem(LinkList L, int i, ElemType* e)
{if (i <= 0) return false;  // 位置不能是0或负数，哪有第0颗珠子？LinkList p = L->next;  // 从第一颗实际珠子开始找int j = 1;  // 计数器，当前数到第几颗了// 一边往后走，一边数，直到数到第i颗while (p && j < i) {p = p->next;  // 移到下一颗++j;  // 计数器加1}if (!p) return false;  // 数过头了（比如总共3颗，找第5颗）*e = p->data;  // 把找到的值存起来return true;
}

记住：链表不像数组能直接"跳"到第i个位置，只能从头一个个往后挪，这是链表的特点（也是小缺点）。

五、增：在第i个位置加颗新珠子

想在第2颗和第3颗珠子中间加一颗新的？步骤是：先找到第i-1颗珠子，把新珠子的箭头指向第i颗，再让第i-1颗的箭头指向新珠子。

/*** 在第i个位置插入新元素* @param L 整个链表* @param i 要插入的位置* @param e 要插入的值* @return 成功返回true*/
bool ListInsert(LinkList L, int i, ElemType e)
{if (i <= 0) return false;  // 位置不合法LinkList p = L;  // 从绳头开始找int j = 0;  // 计数器（绳头算第0个）// 找到第i-1个位置（要插在第i个前面，得先找到第i-1个）while (p && j < i - 1) {p = p->next;++j;}if (!p) return false;  // 位置太靠后，插不了// 造新珠子LinkList newNode = new Node();newNode->data = e;// 关键步骤：先连后断（别把后面的珠子弄丢了）newNode->next = p->next;  // 新珠子的箭头指向原来第i颗珠子p->next = newNode;  // 第i-1颗珠子的箭头指向新珠子L->data++;  // 长度加1，头节点记上return true;
}

这里的"先连后断"很重要，就像串珠子时，先把新珠子跟后面的珠子串好，再跟前面的连上，不然容易把后面的珠子弄丢。

六、删：把第i颗珠子摘掉

想把第3颗珠子摘掉？步骤是：找到第i-1颗珠子，记下要删的珠子，让第i-1颗的箭头跳过要删的珠子，直接指向下一颗，最后把摘掉的珠子扔掉（释放内存）。

/*** 删除第i个位置的元素* @param L 整个链表* @param i 要删除的位置* @param e 存被删掉的值* @return 成功返回true*/
bool ListDelete(LinkList L, int i, ElemType* e)
{if (i <= 0) return false;LinkList p = L;  // 从绳头开始找int j = 0;// 找到第i-1个位置while (p && j < i - 1) {p = p->next;++j;}if (!p || !p->next) return false;  // 没找到要删的珠子LinkList delNode = p->next;  // 记下要删的珠子*e = delNode->data;  // 存下删掉的值p->next = delNode->next;  // 跳过要删的珠子，直接连后面的delete delNode;  // 把摘掉的珠子扔垃圾桶（释放内存）L->data--;  // 长度减1return true;
}

删除一定要记得释放内存，不然就像摘了珠子却堆在桌子上，占地方还乱（这叫"内存泄漏"）。

七、改：把第i颗珠子里的东西换了

想把第2颗珠子里的红珠子换成蓝珠子？很简单：先找到第i颗珠子，直接把里面的数据换掉就行。

/*** 修改第i个位置的元素值* @param L 整个链表* @param i 要修改的位置* @param e 新的值* @return 成功返回true*/
bool ListUpdate(LinkList L, int i, ElemType e)
{if (i <= 0) return false;LinkList p = L->next;  // 从第一颗珠子开始找int j = 1;while (p && j < i) {p = p->next;++j;}if (!p) return false;  // 没找到p->data = e;  // 直接改数据return true;
}

修改是最简单的操作，找到位置直接换内容就行，不用动珠子的顺序。

八、遍历：把所有珠子过一遍

想看看整串珠子都有啥？从头开始，一个个看过去，直到最后一颗。

/*** 遍历输出所有元素* @param L 整个链表*/
void ListTraverse(LinkList L)
{LinkList p = L->next;  // 从第一颗珠子开始std::cout << "链表元素：";while (p) {  // 只要还有珠子就继续std::cout << p->data << " ";p = p->next;  // 移到下一颗}std::cout << std::endl;
}

九、完整代码+测试

把上面的功能拼起来，再写个main函数测试一下：

#include <iostream>
#include <cstdlib>  // 用于rand()
#include <ctime>    // 用于设置随机数种子// 节点定义
typedef int ElemType;
struct Node;
typedef struct Node* LinkList;
typedef struct Node
{ElemType data;LinkList next;
}Node;// 创建链表（尾插法）
LinkList CreateListHead(int len) 
{LinkList pHead = new Node();pHead->data = 0;pHead->next = nullptr;LinkList tmp = pHead, mynode = nullptr;for (int i = 0; i < len; i++) {mynode = new Node();mynode->data = rand() % 100 + 1;  // 1-100随机数mynode->next = nullptr;tmp->next = mynode;tmp = mynode;pHead->data++;}return pHead;
}// 查找元素
bool GetElem(LinkList L, int i, ElemType* e)
{if (i <= 0) return false;LinkList p = L->next;int j = 1;while (p && j < i) {p = p->next;++j;}if (!p) return false;*e = p->data;return true;
}// 插入元素
bool ListInsert(LinkList L, int i, ElemType e)
{if (i <= 0) return false;LinkList p = L;int j = 0;while (p && j < i - 1) {p = p->next;++j;}if (!p) return false;LinkList newNode = new Node();newNode->data = e;newNode->next = p->next;p->next = newNode;L->data++;return true;
}// 删除元素
bool ListDelete(LinkList L, int i, ElemType* e)
{if (i <= 0) return false;LinkList p = L;int j = 0;while (p && j < i - 1) {p = p->next;++j;}if (!p || !p->next) return false;LinkList delNode = p->next;*e = delNode->data;p->next = delNode->next;delete delNode;L->data--;return true;
}// 修改元素
bool ListUpdate(LinkList L, int i, ElemType e)
{if (i <= 0) return false;LinkList p = L->next;int j = 1;while (p && j < i) {p = p->next;++j;}if (!p) return false;p->data = e;return true;
}// 遍历元素
void ListTraverse(LinkList L)
{LinkList p = L->next;std::cout << "链表元素：";while (p) {std::cout << p->data << " ";p = p->next;}std::cout << std::endl;
}// 销毁链表（释放所有内存）
void DestroyList(LinkList L)
{LinkList p, q;p = L->next;while (p) {q = p->next;delete p;p = q;}L->next = nullptr;  // 头节点的next置空std::cout << "链表已销毁" << std::endl;
}int main()
{srand((unsigned int)time(NULL));  // 设置随机数种子// 1. 创建一个长度为5的链表LinkList L = CreateListHead(5);std::cout << "初始链表（长度" << L->data << "）：" << std::endl;ListTraverse(L);// 2. 查找第3个元素ElemType e;if (GetElem(L, 3, &e)) {std::cout << "第3个元素是：" << e << std::endl;} else {std::cout << "查找第3个元素失败" << std::endl;}// 3. 在第2个位置插入元素66if (ListInsert(L, 2, 66)) {std::cout << "插入66后（长度" << L->data << "）：" << std::endl;ListTraverse(L);} else {std::cout << "插入失败" << std::endl;}// 4. 删除第4个元素if (ListDelete(L, 4, &e)) {std::cout << "删除的元素是：" << e << "，删除后（长度" << L->data << "）：" << std::endl;ListTraverse(L);} else {std::cout << "删除失败" << std::endl;}// 5. 修改第1个元素为99if (ListUpdate(L, 1, 99)) {std::cout << "修改后：" << std::endl;ListTraverse(L);} else {std::cout << "修改失败" << std::endl;}// 6. 销毁链表DestroyList(L);delete L;  // 释放头节点return 0;
}

十、总结：链表这东西，就这么回事儿

单链表其实就是用指针把节点串起来，核心操作就四个字：增、删、改、查。跟数组比，它的优势是插入删除方便（不用挪动一堆元素），缺点是不能直接"跳"到某个位置（必须从头遍历）。

记住几个关键点：

  • 头节点不算实际数据，主要是方便操作
  • 操作时要注意指针的指向，别把链表"弄断"了
  • 删除节点后一定要释放内存，不然会内存泄漏
http://www.dtcms.com/a/535873.html

相关文章：

  • Volta 管理 Node.js 工具链指南
  • 《HTTP 中的“握手”：从 TCP 到 TLS 的安全通信之旅》
  • 计算机网络6
  • 信息咨询公司网站源码深圳白狐工业设计公司
  • 网站开发 李博如何建一个自己的网站
  • 智能家居设备离线视频回看功能设计：缓存、断网恢复与存储管理的硬核攻略
  • AIOT进军纳斯达克，推动Web3健康金融迈向全球资本市场
  • springAI +openAI 接入阿里云百炼大模型-通义千问
  • LeetCode 2441.与对应负数同时存在的最大正整数
  • 高性能推理引擎的基石：C++与硬件加速的完美融合
  • 从Jar包到K8s上线：全流程拆解+高可用实战
  • 大模型微调—LlamaFactory自定义微调数据集
  • 黑龙江微信网站开发网站页面高度
  • CodeBuddy编程实现：基于EdgeOne边缘安全加速平台的远程计算资源共享技术平台
  • Vue 模板语法深度解析：从文本插值到 HTML 渲染的核心逻辑
  • vue3 列表hooks
  • Nginx的安装与配置（window系统）
  • vue3虚拟列表
  • vue之异步更新队列
  • 软文推广有哪些企业关键词优化推荐
  • REFramework下载和安装教程（附安装包）
  • 散户如何做手机T0程序化交易（上）
  • JMeter：执行顺序与作用域
  • Java的自定义异常,throw和throws的对比
  • 哪些知名网站用wordpress建设摩托车是名牌吗
  • Apache JMeter下载和安装图文教程（附安装包，适合新手）
  • MySQL查询字段只有中文的数据
  • 基于Docker、Solr和FastAPI的商品搜索微服务架构设计
  • Woodpecker CI 轻量级持续集成系统深度解析
  • 2.2.2.2 大数据方法论与实践指南-Java Web CI/CD 工具