数据结构与算法--用C语言建立单链表以及其相关操作

单链表是一种经典的链式存储结构，他与顺序表一样，除表头和表尾元素，每个元素只有一个唯一的前驱和后继。单链表相较于顺序表的优势在于他能够动态地申请存储空间，也就是说单链表远比顺序表灵活。

单链表的创建比较简单，只需要建立一个包含所有所需类型的数据类型和一个指向该结构体的指针变量的结构体变量，再申请一个头节点，并用一个头指针指向它即可，代码如下：

#include
#include

typedef struct student{
	char a;
	int b;
	float c;
	struct student *next;	    //用来指向下一个结点 
}student; 

static int length = 0;

student *list_creat()
{
	student *head;
	head = (student *)malloc(sizeof(student));    //申请一个头结点
    head->next = NULL;
	return head;
}

想要在单链表的最后一个元素后增添一个数据，只需申请一个新的结点，然后让前一个结点指向这个结点即可，代码如下：

void list_add(student *head)
{
	student *p;
	p = head;
	while(p->next)
	{
		p = p->next;        //定位到最后一个结点处
	}
	student *q;
	q = (student *)malloc(sizeof(student));
	printf("请依次输入数据:n");
	scanf("%c %d %f",&q->a,&q->b,&q->c);
	p->next = q;            //将上一个结点的next指针指向新结点
	q->next = NULL;         //新结点的next指针指向NULL
    length++;
	printf("增添数据成功!n");
}

单链表的查找相当于顺序表要复杂一些，需要从头节点开始，遍历到指定结点才能读出数据，代码如下：

void list_seek(student *head,int x)
{
	if(x > length)
	{
		printf("该结点不存在n");    //若结点不存在则返回
		return;
	}
	else
    {
	    student *p;
	    p = head->next;
	    int i;
	    for(i=1; inext;        //定位到欲查找的结点处
	    }
	    printf("%c,%d,%fn",p->a,p->b,p->c);
    }
}

单链表的插入很简单，只需要申请一个新的结点，令要插入位置的前一个结点的next指针指向该结点，再将该节点的next指针指向下一个结点即可，代码如下：

void list_insert(student *head,int x)
{
	if(x < length)
	{
	    student *p,*q,*n;
	    p = head->next;
	    int i;
	    for(i=0; inext;        //遍历到指定位置
	    }
	    q = p->next;
	    n = (student *)malloc(sizeof(student));
	    printf("请依次输入数据:n");
        scanf("%c %d %f",&n->a,&n->b,&n->c);
	    p->next = n;            //使前一个结点的next指针指向新结点
	    n->next = q;            //使新结点的next指针指向下一个结点
        length++;
	    printf("插入数据成功!n");
    }
    else if(x = length)         //若插入的位置在尾结点后，则执行增添数据函数
	{
		list_add(head);
	}
	else                        //若插入的位置不存在，则退出
	{
		printf("插入失败n");
	}
}

单链表的删除也相对简单，只需将欲删除结点的前一个结点的next指针指向欲删除结点的下一个结点，再释放掉欲删除的结点内存即可，代码如下：

void list_delete(student *head,int x)
{
	student *p,*q;
	p = head;
	int i;
	for(i=1; inext;            //定位到欲删除的结点的前一个结点
	}
    if(x next;
	    p->next = q->next;
	    free(q);                //释放结点储存
		length--;
		printf("删除成功！n");
    {
	else if(x = length)         //若欲删除结点为尾结点
	{
		q = p->next;
		p->next = NULL;
		free(q);
		length--;
		printf("删除成功！n");
	}
	else                        //若结点不存在    
	{
		printf("该结点不存在n");
	}
}

#include
#include

typedef struct student{
	char a;
	int b;
	float c;
	struct student *next;	
}student; 

static int length = 0;

student *list_creat()    //建立链表
{
	student *head;
	head = (student *)malloc(sizeof(student));
	head->next = NULL;
	return head;
}

void list_add(student *head)    //在末尾增添数据
{
	student *p;
	p = head;
	while(p->next)
	{
		p = p->next;
	}
	student *q;
	q = (student *)malloc(sizeof(student));
	printf("请依次输入数据:n");
	scanf("%c %d %f",&q->a,&q->b,&q->c);
	p->next = q;
	q->next = NULL;
	length++;
	printf("增添数据成功!n");
}

void list_seek(student *head,int x)    //查询指定元素
{
	if(x > length)
	{
		printf("该结点不存在n");
		return;
	}
	else
	{
		student *p;
		p = head->next;
		int i;
		for(i=1; inext;
		}
		printf("%c,%d,%fn",p->a,p->b,p->c);
	}

}

void list_insert(student *head,int x)    //在指定元素后插入一个元素
{
	if(x < length)
	{
		student *p,*q,*n;
		p = head->next;
		int i;
		for(i=1; inext;
		}
		q = p->next;
		n = (student *)malloc(sizeof(student));
		printf("请依次输入数据:n");
		scanf("%c %d %f",&n->a,&n->b,&n->c);
		p->next = n;
		n->next = q;
		length++;
		printf("插入数据成功!n");
	}
	else if(x = length)
	{
		list_add(head);
	}
	else
	{
		printf("插入失败n");
	}
}

void list_delete(student *head,int x)    //删除指定元素
{
	
	student *p,*q;
	p = head;
	int i;
	for(i=1; inext;
	}
	if(x < length)
	{
		q = p->next;
		p->next = q->next;
		free(q);
		length--;
		printf("删除成功！n");
	}
	else if(x == length)
	{
		q = p->next;
		p->next = NULL;
		free(q);
		length--;
		printf("删除成功！n");
	}
	else
	{
		printf("该结点不存在n");
	}
}

int main()
{
	student *head;
	head = list_creat();
	int a = 0,x;
	printf("输入1给链表增添数据n输入2查找数据n输入3插入数据n输入4删除数据n输入5结束程序n");
	while(a != 5)
	{
		printf("请输入:n");
		scanf("%d",&a);
		getchar();
		switch(a)
		{
			case 1:{
				list_add(head);
				break;
			}
			case 2:{
				printf("输入欲查找的位置：n");
				scanf("%d",&x);
				getchar();
				list_seek(head,x);
				break;
			}
			case 3:{
				printf("输入欲插入的位置：n");
				scanf("%d",&x);
				getchar();
				list_insert(head,x);
				break;
			}
			case 4:{
				printf("输入欲删除的结点：n");
				scanf("%d",&x);
				getchar();
				list_delete(head,x);
				break;
			}
		}
		printf("表中现有%d个元素n",length);
	}
}

单链表相较于顺序表，插入和删除的操作更为简单，时间复杂度为O(1)，查找更加复杂，时间复杂度为O(n)。因此，单链表更适合用于不常需要查找但是经常需要修改的数据。