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链表的基本操作

单链表

链表的基本操作
一：单链表的基础操作

一：单链表的基础操作

为什么需要链表？

我们在使用数组存放数据是非常方便，但是由于数组的长度是固定的，所以当存储不同的元素数量时，就很容易出现问题。如果向数组中添加的数量大于数组大小时候，信息无法完全被保存。所以我们需要另一种存储方式来存储数据，其中存储的元素的个数不受限制。这种存储方式就是链表。

链表结构示意

在这里插入图片描述
链表的基础知识：

每一个结点包含数据域和指针域：
数据域：存放用户需要的数据信息
指针域：指向下一个结点的地址

头指针：head就是头指针变量，我们把指向第一个结点的指针成为头指针
（无论链表是不是空，头指针是必不可少的）
头结点：第一个结点前可以虚加一个头结点，头指针指向头结点，头结点的指针域（head->next）指向第一个实际有效的结点（即首元结点），头结点的数据域可以不使用，在单链表中可以不添加头结点
首元结点：第一个实际有效的结点

链表是环环相扣的，head头指针指向头结点，头结点指向首元结点，首元结点指向第二个结点…直到最后的结点。

二：单链表的建立

单链表的建立即从无到有创建一个链表，一个一个的分配结点的储存空间，然后输出每一个结点的数据域，然后建立结点之间的关系。
单链表的建立可以分为两种方法，（1）头插法，（2）尾插法(更易理解)

头插法

即在单链表的头部插入新的结点的方法成为头插法。
数据读入顺序和链表的结点顺序正好相反。
图解：
在这里插入图片描述 结点的结构体类型定义如下：

struct Student
{ 
   
	char name[100];   //学生姓名 
	int number;    //学号 
	struct Student *next;   //指向下一个结点的指针 
};

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头插法创建链表的函数代码如下：

struct Student* Create()
{ 
   
	struct Student *Head;
	Head = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));  //头指针 
	Head->next = NULL;    //头指针指向空 
	struct Student *s;
	int num;
	char a[20];
	while(1)   //当 学号>0时 
	{ 
   
		printf("please input the name:\n");
		scanf("%s",&a);
		printf("please input the number:\n");   
		scanf("%d",&num);
		if(num <= 0)
		{ 
   
			break;
		}
		s = (struct Stduent *)malloc(sizeof(struct Student));
		s->number = num;
		strcpy(s->name,a);
	
		//用头插法创建链表 
		s->next = Head->next;    //新结点指向原来的首元结点 
		Head->next = s;      //链表的头结点指向新结点 
	
	}
	return Head;
}

运行结果：
倒序输出
在这里插入图片描述

步骤：

1.对头指针进行初始化，对其开辟动态空间，并且将头结点的指针域置空(顺序不要弄反)
2.定义指针变量s,用来指向新创建的结点
3.循环，在循环中开辟s（新结点）的动态空间，并赋予新结点数据域的信息
4.头插法关键的两行代码，新结点指向原来的首结点，链表的头结点指向新结点，结合上面的图解去了解（不可写反，写反之后，链表的头结点无法与新结点相连，无法创建链表，输出时只会循环输出该结点的信息）

尾插法

图解：
在这里插入图片描述
代码实现：

struct Student *Creat()     //初始化链表 
{ 
   
	struct Student *Head;
	Head = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
	Head->next = NULL;
	struct Student *r,*s; //定义指针变量r,s,r指向当前单链表的表尾结点
                         //s用来指向新创建的结点
	r = Head;        //r指向头结点
	int num;
	char a[20];
	while(1)
	{ 
   
		printf("please input the name:\n");
		scanf("%s",&a);
		printf("please input the number:\n");
		scanf("%d",&num);
		if(num <= 0)
		{ 
   
			break;
		}
		s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
		strcpy(s->name ,a);
		s->number = num;
		//尾插法创立链表 
		r->next = s;    //原来的结点指向新结点 
		r = s;     //r指向新的结点 
	}
	s->next = NULL;      //链表的尾结点指针为空 
	return Head;     
}

正序输出
运行结果：
在这里插入图片描述

相较于头插法创立链表，尾插法更易于结合图解理解

步骤注意点：

1.在空链表时候，r指针指向头结点
2.尾插法的关键两行代码也不可以互相调换顺序，调换顺序的结果并不会循环输出，而是无法读取存储的信息，即输入了5个姓名，输出0个信息
3.注意的是，在循环结束时，新结点的指针域一定要指向空

三：单链表的遍历

代码实现：

void print(struct Student *Head)   //输出链表 
{ 
   
	struct Student *Temp = Head->next ;    //临时指针指向首元结点 
	printf("****学生信息如下*****\n");
	while(Temp!=NULL)
	{ 
   
		printf("姓名: %s\n",Temp->name );
		printf("学号: %d\n",Temp->number );
		printf("\n");
		Temp = Temp->next ; //移动临时指针到下一个结点 
	} 
}

步骤注意点：

1.定义临时指针变量Temp指向首元结点
2.循环输出
3.关键：每输出一个结点的内容，就移动Temp指针到下一个结点的地址，如果是最后一个结点，指针指向NULL，循环结束

四：单链表结点数目判断

代码实现:

int length(struct Student *Head)  //链表长度计数 
{ 
   
	struct Student *p = Head->next ;  //p指针指向首元结点 
	int iCount = 0; //计数器 
	while(p!=NULL)
	{ 
   
		iCount++;
		p = p->next ;   //移动p指针到下一个结点的地址 
	}
	return iCount;
}

运行结果：
在这里插入图片描述
步骤注意点:

定义iCount计数器，每移动一次p指针且p指向不为空，iCount++;

五：单链表的插入

链表的插入，有三种方式，可以从链表的头部插入，可以从链表的尾部插入，也可以在指定位置进行插入。

链表头插入

图解：
在这里插入图片描述
代码实现：

void insert(struct Student *Head)    //在链表头部插入 
{ 
   
	struct Student *s;
	s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));  //定义s指向新分配的空间 
	printf("please input the insert name:\n");
	scanf("%s",&s->name );
	printf("please input the insert number:\n");
	scanf("%d",&s->number );
	//
	s->next = Head->next ; //新结点的指针指向首元结点 
	Head->next = s;   //头结点的指针指向新结点 
}

步骤注意点：

1.首先为插入的新结点分配内存
2.首先将新结点的指针指向链表的首元结点(s->next = Head->next)
3.将头结点的指针指向新结点(Head->next = s)

任意结点插入

图解：
在这里插入图片描述
代码实现：

void insert(struct Student *Head,int i)  //在第i个位置上插入新结点 
{ 
   
	struct Student *p = Head;
	struct Student *s;
	int j = 0;
	while(j<i-1 && p != NULL)   //找到第i-1个地址 
	{ 
   
		p = p->next ;
		j++;
	}
	if(p != NULL)
	{ 
   
		s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student)); //定义s指向新分配的空间 
		printf("please input the insert name:\n");
		scanf("%s",&s->name );
		printf("please input the insert number:\n");
		scanf("%d",&s->number );
		//
		s->next = p->next ; //新结点指向原来第i个结点 
		p->next = s;   //新结点成为新链表第i个结点 
	}
}

步骤注意点:

1.首先找到链表第i-1个结点的地址p，如果存在，则在i-1后面插入第i个结点
2.为插入的新结点分配空间
3.注意插入的两行代码联系图解理解

链表尾部插入

图解：
在这里插入图片描述
代码实现：

void insert(struct Student *Head)    //在链表尾部插入 
{ 
    
	struct Student *p,*s;   //s是需要插入的结点 
	p = Head;
	while(p && p->next )    //找到最后一个结点p 
	{ 
   
		p = p->next ;
	}

	s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
	printf("please input the insert name:\n");
	scanf("%s",&s->name );
	printf("please input the insert number:\n");
	scanf("%d",&s->number );
	//
	p->next = s;       //尾结点指针指向新结点 
	s->next = NULL;    //新结点指针指向空 

}

（尾部插入较好理解）
步骤注意点：

1.首先找到尾结点，即循环中的条件，每一次p指针移动到下一个结点的地址
2.插入时为新插入的结点分配空间
3.尾部插入的两行代码联系图解理解，新结点指针指向空

六：单链表的删除

图解：
在这里插入图片描述
代码实现：

void Delete(struct Student *Head,int pos)   //删除函数 
{ 
   
	int j = 1;     //定义循环变量去寻找p结点 
	struct Student *p,*q;  //q是要删除的结点
	p = Head;  
	while(j < pos && p)    //p是q的前一个结点 
	{ 
   
		j++;
		p = p->next ;
	} 
	if(p== NULL || p->next == NULL)   //如果没有，就报错 
	{ 
   
		printf("ERROR!\n");
	}
	else
	{ 
   
		q = p->next ;   //q指针指向需要删除的结点 
		p->next = q->next ;   //跨过删除的结点连接q的前一个结点和后一个结点 
		free(q);   //删除q结点 
	}
}

运行结果:
在这里插入图片描述
步骤注意点：

1.pos表示的是需要删除结点的位置，定义j用来控制循环次数
2.定义指针q和p，利用循环找到要删除结点之前的结点p，然后让q指向准备删除的结点即(q = p->next)
3.连接删除结点两边的结点(p->next = q->next)
4.用free(q)释放q指向的内存空间达到删除的目的

七：单链表的查询

代码实现：
相当于遍历查找

struct Student *search(struct Student *Head,char name[])  //查询函数 
{ 
   
	struct Student *p = Head->next ;   //p指针指向首元结点 
	while(p!=NULL)     
	{ 
   
		if(strcmp(p->name ,name) != 0)    //利用字符串函数查询 
		{ 
   
			p = p->next ;        //如果没有，移动p指针到下一个结点地址 
		}
		else
		{ 
   
			break;    //查到了跳出循环 
		}
	}
	if(p == NULL)     
	{ 
   
		printf("没有查到该学生的信息\n");
	}
	return p;    //返回指针p的地址 
}

步骤注意点：

1.定义指针变量p，使其从首元结点开始到链表结束
2.利用字符串函数strcmp来查询

增删改查完整代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
struct Student 
{ 
   
	int number;
	char name[20];
	struct Student *next;
};

struct Student *Creat()     //初始化链表 
{ 
   
	struct Student *Head;
	Head = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
	Head->next = NULL;
	struct Student *r,*s;
	r = Head;
	int num;
	char a[20];
	while(1)
	{ 
   
		printf("please input the name:\n");
		scanf("%s",&a);
		printf("please input the number:\n");
		scanf("%d",&num);
		if(num <= 0)
		{ 
   
			break;
		}
		s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
		strcpy(s->name ,a);
		s->number = num;
		//尾插法创立链表 
		r->next = s;    //原来的结点指向新结点 
	    r = s;  //r指向新的结点 
	}
	s->next = NULL;      //链表的尾结点指针为空 
	return Head;     
}

int length(struct Student *Head)  //链表长度计数 
{ 
   
	struct Student *p = Head->next ;  //p指针指向首元结点 
	int iCount = 0; //计数器 
	while(p!=NULL)
	{ 
   
		iCount++;
		p = p->next ;   //移动p指针到下一个结点的地址 
	}
	return iCount;
}

//void insert(struct Student *Head) //在链表头部插入 
//{ 
   
// struct Student *s;
// s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student)); //定义s指向新分配的空间 
// printf("please input the insert name:\n");
// scanf("%s",&s->name );
// printf("please input the insert number:\n");
// scanf("%d",&s->number );
// //
// s->next = Head->next ; //新结点的指针指向首元结点 
// Head->next = s; //头结点的指针指向新结点 
//}

void insert(struct Student *Head)    //在链表尾部插入 
{ 
    
	struct Student *p,*s;   //s是需要插入的结点 
	p = Head;
	while(p && p->next )    //找到最后一个结点p 
	{ 
   
		p = p->next ;
	}

	s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
	printf("please input the insert name:\n");
	scanf("%s",&s->name );
	printf("please input the insert number:\n");
	scanf("%d",&s->number );
	//
	p->next = s;       //尾结点指针指向新结点 
	s->next = NULL;    //新结点指针指向空 

}

//void insert(struct Student *Head,int i) //在第i个位置上插入新结点 
//{ 
   
// struct Student *p = Head;
// struct Student *s;
// int j = 0;
// while(j<i-1 && p != NULL) //找到第i-1个地址 
// { 
   
// p = p->next ;
// j++;
// }
// if(p != NULL)
// { 
   
// s = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student)); //定义s指向新分配的空间 
// printf("please input the insert name:\n");
// scanf("%s",&s->name );
// printf("please input the insert number:\n");
// scanf("%d",&s->number );
// //
// s->next = p->next ; //新结点指向原来第i个结点 
// p->next = s; //新结点成为新链表第i个结点 
// }
//}


void Delete(struct Student *Head,int pos)   //删除函数 
{ 
   
	int j = 1;     //定义循环变量去寻找p结点 
	struct Student *p,*q;  //q是要删除的结点
	p = Head;  
	while(j < pos && p)    //p是q的前一个结点 
	{ 
   
		j++;
		p = p->next ;
	} 
	if(p== NULL || p->next == NULL)   //如果没有，就报错 
	{ 
   
		printf("ERROR!\n");
	}
	else
	{ 
   
		q = p->next ;   //q指针指向需要删除的结点 
		p->next = q->next ;   //跨过删除的结点连接q的前一个结点和后一个结点 
		free(q);   //删除q结点 
	}
}

void print(struct Student *Head)   //输出链表 
{ 
   
	struct Student *Temp = Head->next ;    //临时指针指向首元结点 
	printf("****学生信息如下*****\n");
	while(Temp!=NULL)
	{ 
   
		printf("姓名: %s\n",Temp->name );
		printf("学号: %d\n",Temp->number );
		printf("\n");
		Temp = Temp->next ; //移动临时指针到下一个节点 
	} 
}

struct Student *search(struct Student *Head,char name[])  //查询函数 
{ 
   
	struct Student *p = Head->next ;   
	while(p!=NULL)
	{ 
   
		if(strcmp(p->name ,name) != 0)   
		{ 
   
			p = p->next ;
		}
		else
		{ 
   
			break;
		}
	}
	if(p == NULL)
	{ 
   
		printf("没有查到该学生的信息\n");
	}
	return p;
}

int main()
{ 
   
	int n;
	struct Student *Head;  //创建头指针 
	Head = Creat();   //返回头指针 
	print(Head);      //输出链表函数 
	printf("一共有%d个学生信息\n",length(Head));
	insert(Head);   //插入链表 
	print(Head);
	printf("please input the delete the number:\n");
	scanf("%d",&n);
	Delete(Head,n);    //删除结点函数 
	print(Head);
	char name[20];
	printf("please input the search name:\n");
	scanf("%s",&name);
    struct Student *p = search(Head,name);   //查询函数 
    printf("***查询信息如下:****\n");
    printf("姓名:%s\n",p->name );
    printf("学号:%d\n",p->number );
}

在这里插入图片描述

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链表的基本操作_简单链表

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单链表

一：单链表的基础操作

二：单链表的建立

头插法

尾插法

三：单链表的遍历

四：单链表结点数目判断

五：单链表的插入

链表头插入

任意结点插入

链表尾部插入

六：单链表的删除

七：单链表的查询

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任意结点插入

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