本文章依据学校的实验作业完成

目录

前言

一、链表是什么？

1.概念

2.链表的分类

二、单链表的创建，插入，删除以及查找

1.单链表的存储结构

2.单链表的创建

3.单链表的插入

4.单链表的删除

5.单链表的查找

6.主函数

7.完整代码

8.编译结果

三、总结

前言

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，由一系列结点组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

一、链表是什么？

1.概念

链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，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。

逻辑上连续是我们想象的连续，并不是真正的连续。

2.链表的分类

单向双向，带头结点不带头结点，循环非循环，组合起来共有8种

二、单链表的创建，插入，删除以及查找

1.单链表的存储结构

typedef int ElemType;	//便于后期的修改 //定义结点类型 
typedef struct Node {ElemType data;              //单链表中的数据域 struct Node *next;          //单链表的指针域 
}Node,*LinkedList;

2.单链表的创建

	//单链表的建立（头插法）LinkedList ListCreatH() {Node *L;L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请头结点空间L->next = NULL;                      //初始化一个空链表int i=0;ElemType x;                         //x为链表数据域中的数据while(i<10) {Node *p;p = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请新的结点 scanf("%d",&x);p->data = x;                     //结点数据域赋值 p->next = L->next;                    //将结点插入到表头L-->|2|-->|1|-->NULL L->next = p; i++;}return L; } //单链表的建立（尾插法）(注：比较常用)LinkedList ListCreatT() {Node *L;L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请头结点空间L->next = NULL;                  //初始化一个空链表Node *r;r = L;                          //r始终指向终端结点，开始时指向头结点 int i=0   ;                   //x为链表数据域中的数据for(i=0;i<10;i++){ 		Node *p;p = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请新的结点 scanf("%d",&p->data);r->next = p;                 //将结点插入到表头L-->|1|-->|2|-->NULL r = p; 						//将r结点移动到最后一个节点}r->next = NULL;  				//让r结点的指针域置空(链表创建完成)return L; }

3.单链表的插入

//单链表的插入，在链表的第i个位置插入x的元素
/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*/
/*在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1*/
LinkedList ListInsert(LinkedList L,int i,ElemType x) {LinkedList pre;                      //pre为前驱结点 pre = L;int tempi = 0;for (tempi = 1; tempi < i; tempi++) {pre = pre->next;                 //查找第i个位置的前驱结点 }Node *p;                                //插入的结点为pp = (Node *)malloc(sizeof(Node));p->data = x;             //主要代码p->next = pre->next;          //主要代码pre->next = p;return L;                           
} 

4.单链表的删除

//单链表的删除，在链表中删除第i个数据元素
/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*/
/*操作结果：删除L的第i个数据元素，L的长度减1*/ 
LinkedList ListDelete(LinkedList L,int i)
{LinkedList p,q;                   int j=2; p = L->next;while(p->next&&jnext;++j;}if(!(p->next)||j>i)			//第i个元素不存在printf("第i个元素不存在\n");q=p->next;				p->next=q->next;			//将q的后继赋值给p的后继 free(q);                    //释放q结点return L;
} 

5.单链表的查找

//单链表的查找
/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*/
/*操作结果：用e打印中第i个数据元素的值*/ void GetElem(LinkedList L){int i,j=1;		//j为计数器 int *e;LinkedList p;		//声明一结点p printf("请输入查找的位置:");scanf("%d",&i);p=L->next;		//让p指向链表L的第一个结点 while(p&&jnext;		//让p指向下一个结点 ++j;	}if(!p||j>i)        //链表p为空否则链表长度过短printf("第i个元素不存在");		//第i个元素不存在 *e=p->data;				//取第i个元素的数据 printf("%d\n",*e);}

6.主函数

int main() {LinkedList list,start;printf("请输入单链表的数据：\n"); list = ListCreatT();printf("成功创建链表：\n");for(start = list->next; start != NULL; start = start->next) {printf("%d ",start->data);}printf("\n");menu();int i,option;ElemType x;do{printf("请输入选项：");scanf("%d",&option);switch(option){case 1:{printf("请输入插入数据的位置：");scanf("%d",&i);printf("请输入插入数据的值：");scanf("%d",&x);ListInsert(list,i,x);printf("插入后的链表为：");//打印链表 for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);}printf("\n");break;}case 2:{int i; printf("请输入删除的位置\n");scanf("%d",&i);ListDelete(list,i);printf("删除后的链表为：");//打印链表for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);					}printf("\n");break;		}case 3:GetElem(list);			break;		case 0:break;	default:printf("输出错误！\n");break;} 		}while(option>0);return 0;
}

7.完整代码

#include 
#include typedef int ElemType;	//便于后期的修改 //定义结点类型 
typedef struct Node {ElemType data;              //单链表中的数据域 struct Node *next;          //单链表的指针域 
}Node,*LinkedList;//建立菜单 void menu(){printf("*****1.单链表的插入*****\n");printf("*****2.单链表的删除*****\n");printf("*****3.单链表的查找*****\n");printf("*****0.     退出   *****\n");}//单链表的初始化LinkedList LinkListInit() {Node *L;L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请结点空间 if(L == NULL) 	//判断是否有足够的内存空间{  printf("申请内存空间失败\n");}L->next = NULL;                  //将next设置为NULL,初始长度为0的单链表 return L;
}//单链表的建立（头插法）LinkedList ListCreatH() {Node *L;L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请头结点空间L->next = NULL;                      //初始化一个空链表int i=0;ElemType x;                         //x为链表数据域中的数据while(i<10) {Node *p;p = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请新的结点 scanf("%d",&x);p->data = x;                     //结点数据域赋值 p->next = L->next;                    //将结点插入到表头L-->|2|-->|1|-->NULL L->next = p; i++;}return L; } //单链表的建立（尾插法）LinkedList ListCreatT() {Node *L;L = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请头结点空间L->next = NULL;                  //初始化一个空链表Node *r;r = L;                          //r始终指向终端结点，开始时指向头结点 int i=0   ;                   //x为链表数据域中的数据for(i=0;i<10;i++){ 		Node *p;p = (Node *)malloc(sizeof(Node));   //申请新的结点 scanf("%d",&p->data);r->next = p;                 //将结点插入到表头L-->|1|-->|2|-->NULL r = p; 						//将r结点移动到最后一个节点}r->next = NULL;  				//让r结点的指针域置空 return L; }//单链表的插入，在链表的第i个位置插入x的元素
/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*/
/*在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1*/
LinkedList ListInsert(LinkedList L,int i,ElemType x) {LinkedList pre;                      //pre为前驱结点 pre = L;int tempi = 0;for (tempi = 1; tempi < i; tempi++) {pre = pre->next;                 //查找第i个位置的前驱结点 }Node *p;                                //插入的结点为pp = (Node *)malloc(sizeof(Node));p->data = x; p->next = pre->next;pre->next = p;return L;                           
} //单链表的删除，在链表中删除第i个数据元素
/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*/
/*操作结果：删除L的第i个数据元素，L的长度减1*/ 
LinkedList ListDelete(LinkedList L,int i)
{LinkedList p,q;                   int j=2; p = L->next;while(p->next&&jnext;++j;}if(!(p->next)||j>i)			//第i个元素不存在printf("第i个元素不存在\n");q=p->next;				p->next=q->next;			//将q的后继赋值给p的后继 free(q);return L;
} //单链表的查找
/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*/
/*操作结果：用e打印中第i个数据元素的值*/ void GetElem(LinkedList L){int i,j=1;		//j为计数器 int *e;LinkedList p;		//声明一结点p printf("请输入查找的位置:");scanf("%d",&i);p=L->next;		//让p指向链表L的第一个结点 while(p&&jnext;		//让p指向下一个结点 ++j;	}if(!p||j>i)printf("第i个元素不存在");		//第i个元素不存在 *e=p->data;				//取第i个元素的数据 printf("%d\n",*e);}int main() {LinkedList list,start;printf("请输入单链表的数据：\n"); list = ListCreatT();printf("成功创建链表：\n");for(start = list->next; start != NULL; start = start->next) {printf("%d ",start->data);}printf("\n");menu();int i,option;ElemType x;do{printf("请输入选项：");scanf("%d",&option);switch(option){case 1:{printf("请输入插入数据的位置：");scanf("%d",&i);printf("请输入插入数据的值：");scanf("%d",&x);ListInsert(list,i,x);printf("插入后的链表为：");//打印链表 for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);}printf("\n");break;}case 2:{int i; printf("请输入删除的位置\n");scanf("%d",&i);ListDelete(list,i);printf("删除后的链表为：");//打印链表for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);					}printf("\n");break;		}case 3:GetElem(list);			break;		case 0:break;	default:printf("输出错误！\n");break;} 		}while(option>0);return 0;
}

8.编译结果

三、总结

常考的知识点：链表的插入，删除的关键语句、在头部插入，中间插入，尾部插入的时间复杂度，以及单链表和顺序表的区别

在链表尾部添加（addLast()）需要从头遍历，时间复杂度为O(n)
在链表头部添加（addFirst()），时间复杂度为O(1)
在链表任意位置添加(add(int index,E e))，平均情况下为O(n/2)=O(n)

单链表和顺序表的区别：

顺序表的优点：

1. 元素可以随机存储
2. 节省存储空间
3. 元素位置可用一个简单、直观的公式表示并在常量时间内访问

                                                                顺序表的缺点：

1. 在作插入或删除操作时，需要移动大量元素

单链表的优点：

1. 链表是线性表的链式存储表示
2. 链表中逻辑关系相邻的元素不一定在存储位置上相连，用一个链(指针)表示元素之间的邻接关系即：链表中结点的逻辑顺序和物理顺序不一定相同
3. 在插入和删除时，不需要大量移动数据元素，只需找到结点，对该结点做删除和插入的工作即可

                                                                      单链表的缺点：

在访问第i个位置的元素时，需要遍历链表，不能想顺序表一样直接找到第i个位置。

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