数据结构——链表（c/c++）

前言

本文仅作为学习笔记，如有错误和不足，欢迎大家指正。

1.顺序表 1.1顺序表的定义

顺序表可以看作为一个结构体，存放了一个数组和数组的长度。
顺序表定义：

typedef int ElemType; 
typedef struct 
{	ElemType data[MaxSize];		//存放顺序表元素
   	int length;					//存放顺序表的长度
} SqList;

1.2顺序表的基本用法

基本用法如下：

void CreateList(SqList *&L,ElemType a[],int n)
//建立顺序表
{
	L=(SqList *)malloc(sizeof(SqList));
	for (int i=0;idata[i]=a[i];
	L->length=n;
}
//初始化顺序表
void InitList(SqList *&L)
{
	L=(SqList *)malloc(sizeof(SqList));	//分配存放线性表的空间
	L->length=0;
}
//销毁顺序表
void DestroyList(SqList *&L)
{
	free(L);
}
//清空顺序表
bool ListEmpty(SqList *L)
{
	return(L->length==0);
}
//获取顺序表的长度
int ListLength(SqList *L)
{
	return(L->length);
}
//输出顺序表
void DispList(SqList *L)
{
	for (int i=0;ilength;i++)
		printf("%d ",L->data[i]);
	printf("n");
}
//获取顺序表的第i位的元素
bool GetElem(SqList *L,int i,ElemType &e)
{
	if (i<1 || i>L->length)
		return false;
	e=L->data[i-1];
	return true;
}
//获取元素在顺序表中的位置
int LocateElem(SqList *L, ElemType e)
{
	int i=0;
	while (ilength && L->data[i]!=e) i++;
	if (i>=L->length)
		return 0;
	else
		return i+1;
}
//插入元素
bool ListInsert(SqList *&L,int i,ElemType e)
{
	int j;
	if (i<1 || i>L->length+1)
		return false;
	i--;						//将顺序表位序转化为elem下标
	for (j=L->length;j>i;j--) 	//将data[i]及后面元素后移一个位置
		L->data[j]=L->data[j-1];
	L->data[i]=e;
	L->length++;				//顺序表长度增1
	return true;
}
//删除元素
bool ListDelete(SqList *&L,int i,ElemType &e)
{
	int j;
	if (i<1 || i>L->length)
		return false;
	i--;						//将顺序表位序转化为elem下标
	e=L->data[i];
	for (j=i;jlength-1;j++)	//将data[i]之后的元素前移一个位置
		L->data[j]=L->data[j+1];
	L->length--;				//顺序表长度减1
	return true;
}

2.单链表 2.1单链表的定义

定义单链表：

typedef int ElemType;
typedef struct LNode  
{
	ElemType data;
	struct LNode *next;		//指向后继结点
} linkNode;

基于单链表的结构，单链表具有以下特性：
当访问过一个节点过后，只能接着访问它的后继节点，而无法访问它的前驱节点。（单链表的指针指前不指后）

链表非常像火车，一个节点单向连接另一个节点，头节点就像是火车头，正如俗语所诉：“火车跑的快，全靠车头带”。
使用头节点的好处是：

基于以上优点，单链表、双链表、部分循环链表都使用了头节点。

2.2单链表的基本用法

单链表基本用法如下：

void CreateListF(linkNode *&L,ElemType a[],int n)
//头插法建立单链表
{
	linkNode *s;
	L=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode));  	//创建头结点
	L->next=NULL;
	for (int i=0;idata=a[i];
		s->next=L->next;			//将结点s插在原开始结点之前,头结点之后
		L->next=s;
	}
}
void CreateListR(linkNode *&L,ElemType a[],int n)
//尾插法建立单链表
{
	linkNode *s,*r;
	L=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode));  	//创建头结点
	L->next=NULL;
	r=L;					//r始终指向终端结点,开始时指向头结点
	for (int i=0;idata=a[i];
		r->next=s;			//将结点s插入结点r之后
		r=s;
	}
	r->next=NULL;			//终端结点next域置为NULL
}
void InitList(linkNode *&L)
{
	L=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode));  	//创建头结点
	L->next=NULL;
}
void DestroyList(linkNode *&L)
{
	linkNode *pre=L,*p=pre->next;
	while (p!=NULL)
	{	free(pre);
		pre=p;
		p=pre->next;
	}
	free(pre);	//此时p为NULL,pre指向尾结点,释放它
}
bool ListEmpty(linkNode *L)
{
	return(L->next==NULL);
}
int ListLength(linkNode *L)
{
	linkNode *p=L;int i=0;
	while (p->next!=NULL)
	{	i++;
		p=p->next;
	}
	return(i);
}
void DispList(linkNode *L)
{
	linkNode *p=L->next;
	while (p!=NULL)
	{	printf("%d ",p->data);
		p=p->next;
	}
	printf("n");
}
bool GetElem(linkNode *L,int i,ElemType &e)
{
	int j=0;
	linkNode *p=L;
	if (i<=0) return false;		//i错误返回假
	while (jnext;
	}
	if (p==NULL)				//不存在第i个数据结点
		return false;
	else						//存在第i个数据结点
	{	e=p->data;
		return true;
	}
}
int LocateElem(linkNode *L,ElemType e)
{
	linkNode *p=L->next;
	int n=1;
	while (p!=NULL && p->data!=e)
	{	p=p->next;
		n++;
	}
	if (p==NULL)
		return(0);
	else
		return(n);
}
bool ListInsert(linkNode *&L,int i,ElemType e)
{
	int j=0;
	linkNode *p=L,*s;
	if (i<=0) return false;			//i错误返回假
	while (jnext;
	}
	if (p==NULL)					//未找到位序为i-1的结点
		return false;
	else							//找到位序为i-1的结点*p
	{	s=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode));//创建新结点*s
		s->data=e;
		s->next=p->next;			//将s结点插入到结点p之后
		p->next=s;
		return true;
	}
}

bool ListDelete(linkNode *&L,int i,ElemType &e)
{
	int j=0;
	linkNode *p=L,*q;
	if (i<=0) return false;		//i错误返回假
	while (jnext;
	}
	if (p==NULL)				//未找到位序为i-1的结点
		return false;
	else						//找到位序为i-1的结点p
	{	q=p->next;				//q指向要删除的结点
		if (q==NULL) 
			return false;		//若不存在第i个结点,返回false
		e=q->data;
		p->next=q->next;		//从单链表中删除q结点
		free(q);				//释放q结点
		return true;
	}
}

3.双链表 3.1双链表的定义
typedef int ElemType; typedef struct DNode //定义双链表结点类型 { ElemType data; struct DNode *prior; //指向前驱结点 struct DNode *next; //指向后继结点 } DlinkNode;

基于双链表的定义，双链表具有以下特性：
从任意节点出发可以快速找到其前驱节点和后继节点。从任意节点出发可以访问其它节点。
（我认为比单链表方便）

3.2双链表的基本使用
void CreateListF(DlinkNode *&L,ElemType a[],int n) //头插法建双链表 { DlinkNode *s; L=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建头结点 L->prior=L->next=NULL; for (int i=0;idata=a[i]; s->next=L->next; //将结点s插在原开始结点之前,头结点之后 if (L->next!=NULL) L->next->prior=s; L->next=s;s->prior=L; } } void CreateListR(DlinkNode *&L,ElemType a[],int n) //尾插法建双链表 { DlinkNode *s,*r; L=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建头结点 L->prior=L->next=NULL; r=L; //r始终指向终端结点,开始时指向头结点 for (int i=0;idata=a[i]; r->next=s;s->prior=r; //将结点s插入结点r之后 r=s; } r->next=NULL; //尾结点next域置为NULL } void InitList(DlinkNode *&L) { L=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建头结点 L->prior=L->next=NULL; } void DestroyList(DlinkNode *&L) { DlinkNode *pre=L,*p=pre->next; while (p!=NULL) { free(pre); pre=p; p=pre->next; } free(pre); } bool ListEmpty(DlinkNode *L) { return(L->next==NULL); } int ListLength(DlinkNode *L) { DlinkNode *p=L; int i=0; while (p->next!=NULL) { i++; p=p->next; } return(i); } void DispList(DlinkNode *L) { DlinkNode *p=L->next; while (p!=NULL) { printf("%d ",p->data); p=p->next; } printf("n"); } bool GetElem(DlinkNode *L,int i,ElemType &e) { int j=0; DlinkNode *p=L; if (i<=0) return false; //i错误返回假 while (jnext; } if (p==NULL) return false; else { e=p->data; return true; } } int LocateElem(DlinkNode *L,ElemType e) { int n=1; DlinkNode *p=L->next; while (p!=NULL && p->data!=e) { n++; p=p->next; } if (p==NULL) return(0); else return(n); } bool ListInsert(DlinkNode *&L,int i,ElemType e) { int j=0; DlinkNode *p=L,*s; if (i<=0) return false; //i错误返回假 while (jnext; } if (p==NULL) //未找到第i-1个结点 return false; else //找到第i-1个结点p { s=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建新结点s s->data=e; s->next=p->next; //将结点s插入到结点p之后 if (p->next!=NULL) p->next->prior=s; s->prior=p; p->next=s; return true; } } bool ListDelete(DlinkNode *&L,int i,ElemType &e) { int j=0; DlinkNode *p=L,*q; if (i<=0) return false; //i错误返回假 while (jnext; } if (p==NULL) //未找到第i-1个结点 return false; else //找到第i-1个结点p { q=p->next; //q指向要删除的结点 if (q==NULL) return false; //不存在第i个结点 e=q->data; p->next=q->next; //从单链表中删除*q结点 if (p->next!=NULL) p->next->prior=p; free(q); //释放q结点 return true; } }
4.循环表 4.1循环表的简介
因为循环表是基于单链表和双链表来建立的，所以循环链表有循环单链表和循环双链表两种。

循环单链表示意图;

循环双链表示意图：

4.2循环单链表的基本使用
void CreateListF(linkNode *&L,ElemType a[],int n) //头插法建立循环单链表 { linkNode *s;int i; L=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode)); //创建头结点 L->next=NULL; for (i=0;idata=a[i]; s->next=L->next; //将结点s插在原开始结点之前,头结点之后 L->next=s; } s=L->next; while (s->next!=NULL) //查找尾结点,由s指向它 s=s->next; s->next=L; //尾结点next域指向头结点 } void CreateListR(linkNode *&L,ElemType a[],int n) //尾插法建立循环单链表 { linkNode *s,*r;int i; L=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode)); //创建头结点 L->next=NULL; r=L; //r始终指向终端结点,开始时指向头结点 for (i=0;idata=a[i]; r->next=s; //将结点s插入结点r之后 r=s; } r->next=L; //尾结点next域指向头结点 } void InitList(linkNode *&L) { L=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode)); //创建头结点 L->next=L; } void DestroyList(linkNode *&L) { linkNode *p=L,*q=p->next; while (q!=L) { free(p); p=q; q=p->next; } free(p); } bool ListEmpty(linkNode *L) { return(L->next==L); } int ListLength(linkNode *L) { linkNode *p=L;int i=0; while (p->next!=L) { i++; p=p->next; } return(i); } void DispList(linkNode *L) { linkNode *p=L->next; while (p!=L) { printf("%d ",p->data); p=p->next; } printf("n"); } bool GetElem(linkNode *L,int i,ElemType &e) { int j=0; linkNode *p; if (L->next!=L) //单链表不为空表时 { if (i==1) { e=L->next->data; return true; } else //i不为1时 { p=L->next; while (jnext; } if (p==L) return false; else { e=p->data; return true; } } } else //单链表为空表时 return false; } int LocateElem(linkNode *L,ElemType e) { linkNode *p=L->next; int n=1; while (p!=L && p->data!=e) { p=p->next; n++; } if (p==L) return(0); else return(n); } bool ListInsert(linkNode *&L,int i,ElemType e) { int j=0; linkNode *p=L,*s; if (p->next==L || i==1) //原单链表为空表或i==1时 { s=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode)); //创建新结点s s->data=e; s->next=p->next; //将结点s插入到结点p之后 p->next=s; return true; } else { p=L->next; while (jnext; } if (p==L) //未找到第i-1个结点 return false; else //找到第i-1个结点p { s=(linkNode *)malloc(sizeof(linkNode)); //创建新结点s s->data=e; s->next=p->next; //将结点s插入到结点p之后 p->next=s; return true; } } } bool ListDelete(linkNode *&L,int i,ElemType &e) { int j=0; linkNode *p=L,*q; if (p->next!=L) //原单链表不为空表时 { if (i==1) //i==1时 { q=L->next; //删除第1个结点 e=q->data; L->next=q->next; free(q); return true; } else //i不为1时 { p=L->next; while (jnext; } if (p==L) //未找到第i-1个结点 return false; else //找到第i-1个结点p { q=p->next; //q指向要删除的结点 e=q->data; p->next=q->next; //从单链表中删除q结点 free(q); //释放q结点 return true; } } } else return false; }
4.3 循环双链表的基本使用
void CreateListF(DlinkNode *&L,ElemType a[],int n) //头插法建立循环双链表 { DlinkNode *s;int i; L=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建头结点 L->next=NULL; for (i=0;idata=a[i]; s->next=L->next; //将结点s插在原开始结点之前,头结点之后 if (L->next!=NULL) L->next->prior=s; L->next=s;s->prior=L; } s=L->next; while (s->next!=NULL) //查找尾结点,由s指向它 s=s->next; s->next=L; //尾结点next域指向头结点 L->prior=s; //头结点的prior域指向尾结点 } void CreateListR(DlinkNode *&L,ElemType a[],int n) //尾插法建立循环双链表 { DlinkNode *s,*r;int i; L=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建头结点 L->next=NULL; r=L; //r始终指向尾结点,开始时指向头结点 for (i=0;idata=a[i]; r->next=s;s->prior=r; //将结点s插入结点r之后 r=s; } r->next=L; //尾结点next域指向头结点 L->prior=r; //头结点的prior域指向尾结点 } void InitList(DlinkNode *&L) { L=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建头结点 L->prior=L->next=L; } void DestroyList(DlinkNode *&L) { DlinkNode *p=L,*q=p->next; while (q!=L) { free(p); p=q; q=p->next; } free(p); } bool ListEmpty(DlinkNode *L) { return(L->next==L); } int ListLength(DlinkNode *L) { DlinkNode *p=L; int i=0; while (p->next!=L) { i++; p=p->next; } return(i); } void DispList(DlinkNode *L) { DlinkNode *p=L->next; while (p!=L) { printf("%d ",p->data); p=p->next; } printf("n"); } bool GetElem(DlinkNode *L,int i,ElemType &e) { int j=0; DlinkNode *p; if (L->next!=L) //双链表不为空表时 { if (i==1) { e=L->next->data; return true; } else //i不为1时 { p=L->next; while (jnext; } if (p==L) return false; else { e=p->data; return true; } } } else //双链表为空表时 return 0; } int LocateElem(DlinkNode *L,ElemType e) { int n=1; DlinkNode *p=L->next; while (p!=NULL && p->data!=e) { n++; p=p->next; } if (p==NULL) return(0); else return(n); } bool ListInsert(DlinkNode *&L,int i,ElemType e) { int j=0; DlinkNode *p=L,*s; if (p->next==L) //原双链表为空表时 { s=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建新结点s s->data=e; p->next=s;s->next=p; p->prior=s;s->prior=p; return true; } else if (i==1) //原双链表不为空表但i=1时 { s=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建新结点s s->data=e; s->next=p->next;p->next=s; //将结点s插入到结点p之后 s->next->prior=s;s->prior=p; return true; } else { p=L->next; while (jnext; } if (p==L) //未找到第i-1个结点 return false; else //找到第i-1个结点*p { s=(DlinkNode *)malloc(sizeof(DlinkNode)); //创建新结点s s->data=e; s->next=p->next; //将结点s插入到结点p之后 if (p->next!=NULL) p->next->prior=s; s->prior=p; p->next=s; return true; } } } bool ListDelete(DlinkNode *&L,int i,ElemType &e) { int j=0; DlinkNode *p=L,*q; if (p->next!=L) //原双链表不为空表时 { if (i==1) //i==1时 { q=L->next; //删除第1个结点 e=q->data; L->next=q->next; q->next->prior=L; free(q); return true; } else //i不为1时 { p=L->next; while (jnext; } if (p==NULL) //未找到第i-1个结点 return false; else //找到第i-1个结点p { q=p->next; //q指向要删除的结点 if (q==NULL) return 0; //不存在第i个结点 e=q->data; p->next=q->next; //从单链表中删除q结点 if (p->next!=NULL) p->next->prior=p; free(q); //释放q结点 return true; } } } else return false; //原双链表为空表时 }

数据结构——链表（c/c++）

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