資料結構--線性表的鏈式儲存（3）

阿新 • • 發佈：2020-07-11

一、什麼是連結串列

　　線性表的鏈式儲存又稱之為單鏈表，他是通過記憶體中任意一塊區域來儲存資料元素的，為了讓每一塊的元素建立邏輯關係，我們把每一塊的資料儲存單元分為兩個部分，第一個部分為資料部分，第二個部分為指向下一個節點的指標，所以在插入和刪除的時候，連結串列不需要對元素大量的進行移動，只需修改指標即可。

二、連結串列的特點

　　1.解決了順序表在儲存資料時需要大量連續的空間，屬於非隨機儲存。

　　2.由於存在指標域，連結串列消耗的空間會比較大。

　　3.連結串列進行刪除和插入時候時間複雜度為O(1)，因為只需修改指標的指向而已。

　　4.查詢時消耗比較大，需要從頭開始遍歷，時間複雜度為O(n)。

　　本人覺得順序表和連結串列是一個互補的出現，往往某些場合需要兩者結合才能完成。

三、單鏈表的頭插法和尾插法

　　頭插法時元素始終插入頭節點後面，比如說插入的元素為1，2，3，4，5，所以在輸出的時候為5，4，3，2，1

頭插法程式碼如下

LinkList InsertHead(LinkList L) {        //頭插法
    LinkNode *s;
    int n;
    scanf("%d", &n);
    while (n != -1) {        //輸入為-1時表示終止輸入
        s = (LinkNode*)malloc(sizeof 
(LinkNode));
        s->data = n;
        s->next = L->next;
        L->next = s;
        scanf("%d", &n);
    }
    return L;
}

　　尾插法在插入元素時候每次都在節點最後插入，所以元素的順序不會變。

尾插法程式碼如下

LinkList InsertTail(LinkList L) {        //尾插法
    int n;
    LinkNode *s;
    LinkNode *end = L;        //尾指標
    scanf(" 
%d", &n);

    while (n != -1) {        //輸入-1時退出
        s = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
        s->data = n;
        end->next = s;
        end = s;        //end指向新的尾節點
        scanf("%d", &n);
    }
    end->next = NULL;        //尾節點指標置為空
    return L;
}

四、單鏈表的增、刪、改、查操作

　　linkList.h標頭檔案

#include<stdio.h>

typedef int Status; /* Status是函式的型別,其值是函式結果狀-1為出現錯誤1為正常態程式碼，如OK等 */
typedef int Boolean; /* Boolean是布林型別,其值是TRUE或FALSE 其中1為TRUE 0為FALSE */

typedef int ElemType; /*ElemType是資料的型別，我們這裡用int型別表示*/

typedef struct {  //定義單鏈表的節點型別
    ElemType data;    //資料
    struct LinkNode *next;  //指標域
}LinkNode, *LinkList;

LinkList InitLinkList(LinkList L); //初始化單鏈表
int LengthLink(LinkList L);//返回單鏈表的長度
int LocateElemLink(LinkList L, ElemType e);//查詢元素e在表中的位置
ElemType GetElemLink(LinkList L, int i);//獲取表中第i個位置的元素，並返回
Status InsertLinkList(LinkList L, int i, ElemType e);//在表L中第i個位置插入元素e
Status DeleteElemLink(LinkList L, int i, ElemType *e);//刪除表中第i個元素，並用e返回其值
void PrintLinkList(LinkList L);//輸出單鏈表的所有元素
Boolean IsEmptyLink(LinkList L);//判斷單鏈表是否為空
Status DestroyLinkList(LinkList L);//銷燬單鏈表，並釋放所佔用的空間

　　linkList.c函式檔案

#include<stdio.h>
#include"linkList.h"

LinkList InitLinkList(LinkList L) {  //初始化單鏈表
    LinkNode *s;
    s = (LinkList)malloc(sizeof(LinkNode));
    s->next = NULL;
    L = s;
    return L;
}

Status InsertLinkList(LinkList L, int i, ElemType e) { //在表L中第i個位置插入元素e，頭插法
    
    LinkList p = L;

    int j = 0;
    while (j < i-1) {
        p = p->next;
        j++;
    }

    LinkNode *newNode = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
    newNode->data = e;
    newNode->next = p->next;        //新節點指向原來位置節點的下一個
    p->next = newNode;        //原來位置節點指向新節點
    return 1;

}


void PrintLinkList(LinkList L) {  //輸出單鏈表的所有元素
    LinkList p = L;

    p = p->next;
    if (p == NULL)
        printf("連結串列為空");
    else {
        while (p != NULL) {
            printf(" %d ", p->data);
            p = p->next;
        }
    }
}

int LengthLink(LinkList L) {  //返回單鏈表的長度
    int i = 0;
    LinkList p = L;

    p = p->next;

    while (p != NULL) {
        i++;
        p = p->next;
    }
    return i;
}

int LocateElemLink(LinkList L, ElemType e) {        //查詢元素e在表中的位置
    LinkList p = L;
    int i = 0;

    while (p->next != NULL) {
        p = p->next;
        if (p->data == e)
            return i + 1;
        i++;
    }

    return -1;
    
}

ElemType GetElemLink(LinkList L, int i) {        //獲取表中第i個位置的元素，並返回
    LinkList p = L;
    int j = 0;
    
    if (i <= 0 || i > LengthLink(L))
        return NULL;
    
        while (p != NULL) {
        p = p->next;
        j++;
        if (j == i)
            return p->data;
    }
}

Status DeleteElemLink(LinkList L, int i, ElemType *e) {  //刪除表中第i個元素，並用e返回其值

    LinkList p = L;
    LinkNode *n;
    ElemType *temp;
    int j = 0;
    if (i <= 0 || i > LengthLink(L))
        return -1;

    while (p != NULL) {
        if (j == i-1) {
            n = p->next;
            p->next = n->next;
            *e = n->data;
            free(n);
            return 1;
        }
        p = p->next;
        j++;
    }
    return 1;
}

Boolean IsEmptyLink(LinkList L) {  //判斷單鏈表是否為空
    if (L->next == NULL)
        return 1;
    else
        return 0;

}

Status DestroyLinkList(LinkList L) {  //銷燬單鏈表，並釋放所佔用的空間
    L->next = NULL;
    free(L);
    return 1;
}

main.c主函式檔案

#include<stdio.h>
#include"linkList.h"

int main() {
    int i;
    int array[] = { 0,1,2,3,4,5 };
    ElemType e;
    LinkList L = InitLinkList(&L);
    
    for (i = 1; i < 6; i++) {
        InsertLinkList(L, i, array[i]);
    }

    PrintLinkList(L);
    printf("\n");
    printf("連結串列長度為%d\n",LengthLink(L));
    printf("5在連結串列中第%d個位置\n", LocateElemLink(L, 5));
    printf("第五個位置的元素為%d\n",GetElemLink(L, 5));
    DeleteElemLink(L, 5, &e);
    printf("刪除第二個元素，刪除的元素為%d,列印刪除之後的表\n",e);
    PrintLinkList(L);
    printf("\n");
    if (IsEmptyLink(L) == 1)
        printf("此表為空\n");
    else
        printf("此表不為空\n");
    printf("銷燬線性表");
    if (DestroyLinkList(L) == 1)
        printf("銷燬成功!\n");
    else
        printf("銷燬失敗");
}