链表 - 单链接

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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引用链接次序实现的。

链表表示

链表可以可视化为节点链,其中每个节点都指向下一个节点。

Linked List

根据上面的说明,以下是要考虑的重点。

  • 链表包含一个名为first的头链接元素。

  • 每个链接都包含一个data字段和一个next的链接字段。

  • 每个链接都使用其next链接指向其next链接。

  • 最后一个链接的Next链接为NULL。

链表的类型

以下是各种类型的链表。

  • 单链表       -  只有一个Next指向下一节点,同时最后一个Next结点指向NULL。

  • 双链表       -  有一个Pre和Next节点,Pre指向前一个节点,Next指向下一个节点。

  • 循环链表   -  最后一个Next节点指向First第一个头节点,形成一个环。

基本操作

以下是列表支持的基本操作。

  • 插入 - 在列表的开头添加一个元素。

  • 删除 - 删除列表开头的元素。

  • 显示 - 显示完整列表。

  • 搜索 - 使用给定的键搜索元素。

  • 删除 - 使用给定的键删除元素。

插入操作

在链表中添加新节点,我们将在这里通过图表学习。首先,使用相同的结构创建一个节点,并找到必须将其插入的位置。

Linked List Insertion

想象一下,我们要在 A (LeftNode)和 C (RightNode)之间插入节点 B (NewNode)。然后将B.next指向C-

NewNode.next -> RightNode;

它看起来应该像这样-

Linked List Insertion

现在,左侧的下一个节点应指向新节点。

无涯教程网

LeftNode.next -> NewNode;
Linked List Insertion

这会将新节点置于两者的中间。新列表应如下所示-

Linked List Insertion

如果将节点插入列表的开头,则应采取类似的步骤。在末尾插入时,列表的倒数第二个节点应指向新节点,而新节点将指向NULL。

删除操作

删除也是一个多步骤的进程,我们将以图片表示形式学习,首先,通过使用搜索算法找到要删除的目标节点。

Linked List Deletion

现在,目标节点的左(上一个)节点应指向目标节点的下一个节点-

LeftNode.next -> TargetNode.next;
Linked List Deletion

这将删除指向目标节点的链接,现在,使用以下代码,我们将删除目标节点指向的对象。

TargetNode.next -> NULL;
Linked List Deletion

我们需要使用已删除的节点。我们可以将其保留在内存中,否则我们可以简单地重新分配内存并完全擦除目标节点。

Linked List Deletion

反转操作

我们需要使最后一个节点指向上一个节点,并反转整个链表。

Linked List 反转操作

首先,我们遍历列表的末尾,它应该指向NULL。现在,我们将其指向其先前的节点-

Linked List 反转操作

我们必须确保最后一个节点不是丢失的节点。因此,我们将有一些临时节点,看起来像头节点指向最后一个节点。现在,我们将使所有左侧节点一个接一个地指向其先前的节点。

Linked List 反转操作

除头节点指向的节点(第一个节点)外,所有节点都应指向其前任节点,使其成为新的后继节点,第一个节点将指向NULL。

Linked List 反转操作

我们将使用临时节点使头节点指向新的第一个节点。

Linked List 反转操作

C语言实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>

struct node {
   int data;
   int key;
   struct node *next;
};

struct node *head = NULL;
struct node *current = NULL;

//display the list
void printList() {
   struct node *ptr = head;
   printf("\n[ ");
	
   //start from the beginning
   while(ptr != NULL) {
      printf("(%d,%d) ",ptr->key,ptr->data);
      ptr = ptr->next;
   }
	
   printf(" ]");
}

//insert link at the first location
void insertFirst(int key, int data) {
   //create a link
   struct node *link = (struct node*) malloc(sizeof(struct node));
	
   link->key = key;
   link->data = data;
	
   //point it to old first node
   link->next = head;
	
   //point first to new first node
   head = link;
}

//delete first item
struct node* deleteFirst() {

   //save reference to first link
   struct node *tempLink = head;
	
   //mark next to first link as first 
   head = head->next;
	
   //return the deleted link
   return tempLink;
}

//is list empty
bool isEmpty() {
   return head == NULL;
}

int length() {
   int length = 0;
   struct node *current;
	
   for(current = head; current != NULL; current = current->next) {
      length++;
   }
	
   return length;
}

//find a link with given key
struct node* find(int key) {

   //start from the first link
   struct node* current = head;

   //if list is empty
   if(head == NULL) {
      return NULL;
   }

   //navigate through list
   while(current->key != key) {
	
      //if it is last node
      if(current->next == NULL) {
         return NULL;
      } else {
         //go to next link
         current = current->next;
      }
   }      
	
   //if data found, return the current Link
   return current;
}

//delete a link with given key
struct node* delete(int key) {

   //start from the first link
   struct node* current = head;
   struct node* previous = NULL;
	
   //if list is empty
   if(head == NULL) {
      return NULL;
   }

   //navigate through list
   while(current->key != key) {

      //if it is last node
      if(current->next == NULL) {
         return NULL;
      } else {
         //store reference to current link
         previous = current;
         //move to next link
         current = current->next;
      }
   }

   //found a match, update the link
   if(current == head) {
      //change first to point to next link
      head = head->next;
   } else {
      //bypass the current link
      previous->next = current->next;
   }    
	
   return current;
}

void sort() {

   int i, j, k, tempKey, tempData;
   struct node *current;
   struct node *next;
	
   int size = length();
   k = size ;
	
   for ( i = 0 ; i < size - 1 ; i++, k-- ) {
      current = head;
      next = head->next;
		
      for ( j = 1 ; j < k ; j++ ) {   

         if ( current->data > next->data ) {
            tempData = current->data;
            current->data = next->data;
            next->data = tempData;

            tempKey = current->key;
            current->key = next->key;
            next->key = tempKey;
         }
			
         current = current->next;
         next = next->next;
      }
   }   
}

void reverse(struct node** head_ref) {
   struct node* prev   = NULL;
   struct node* current = *head_ref;
   struct node* next;
	
   while (current != NULL) {
      next  = current->next;
      current->next = prev;   
      prev = current;
      current = next;
   }
	
   *head_ref = prev;
}

void main() {
   insertFirst(1,10);
   insertFirst(2,20);
   insertFirst(3,30);
   insertFirst(4,1);
   insertFirst(5,40);
   insertFirst(6,56); 

   printf("Learnfk Study Original List: "); 
	
   //print list
   printList();

   while(!isEmpty()) {            
      struct node *temp = deleteFirst();
      printf("\nDeleted value:");
      printf("(%d,%d) ",temp->key,temp->data);
   }  
	
   printf("\nList after deleting all items: ");
   printList();
   insertFirst(1,10);
   insertFirst(2,20);
   insertFirst(3,30);
   insertFirst(4,1);
   insertFirst(5,40);
   insertFirst(6,56);
   
   printf("\nRestored List: ");
   printList();
   printf("\n");  

   struct node *foundLink = find(4);
	
   if(foundLink != NULL) {
      printf("Element found: ");
      printf("(%d,%d) ",foundLink->key,foundLink->data);
      printf("\n");  
   } else {
      printf("Element not found.");
   }

   delete(4);
   printf("List after deleting an item: ");
   printList();
   printf("\n");
   foundLink = find(4);
	
   if(foundLink != NULL) {
      printf("Element found: ");
      printf("(%d,%d) ",foundLink->key,foundLink->data);
      printf("\n");
   } else {
      printf("Element not found.");
   }
	
   printf("\n");
   sort();
	
   printf("List after sorting the data: ");
   printList();
	
   reverse(&head);
   printf("\nList after reversing the data: ");
   printList();
}
Learnfk Study Original List: 
[ (6,56) (5,40) (4,1) (3,30) (2,20) (1,10) ]
Deleted value:(6,56) 
Deleted value:(5,40) 
Deleted value:(4,1) 
Deleted value:(3,30) 
Deleted value:(2,20) 
Deleted value:(1,10) 
List after deleting all items: 
[ ]
Restored List: 
[ (6,56) (5,40) (4,1) (3,30) (2,20) (1,10) ]
Element found: (4,1) 
List after deleting an item: 
[ (6,56) (5,40) (3,30) (2,20) (1,10) ]
Element not found.
List after sorting the data: 
[ (1,10) (2,20) (3,30) (5,40) (6,56) ]
List after reversing the data: 
[ (6,56) (5,40) (3,30) (2,20) (1,10) ]

祝学习愉快!(内容编辑有误?请选中要编辑内容 -> 右键 -> 修改 -> 提交!)

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