小编给大家分享一下C++如何实现单链表,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!
单链表的实现(从入门到熟练)
概念和结构
概念: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指针链 接次序实现的
图示:
注意:
链表结构在逻辑上为连续的,但是物理上(内存中)不一定连续
链表节点都是在堆上申请出来的,申请空间按一定策略分配
结构种类
链表具有多种结构:单向\双向,带头\不带头,循环\非循环
实际上最常用的是:无头单向非循环链表,带头双向循环链表
链表的实现
注意:这里实现的是无头单向非循环链表
增删查改接口
// 动态申请一个节点SListNode* BuySListNode(SLTDateType x);// 单链表打印void SListPrint(SListNode* plist);// 单链表尾插void SListPushBack(SListNode** pplist, SLTDateType x);// 单链表的头插void SListPushFront(SListNode** pplist, SLTDateType x);// 单链表的尾删void SListPopBack(SListNode** pplist);// 单链表头删void SListPopFront(SListNode** pplist);// 单链表查找SListNode* SListFind(SListNode* plist, SLTDateType x);// 单链表在pos位置之后插入xvoid SListInsertAfter(SListNode* pos, SLTDateType x);// 单链表删除pos位置之后的值void SListEraseAfter(SListNode* pos);
节点结构体创建
typedef int SLTDateType;typedef struct SListNode{ SLTDateType data; struct SListNode* next; }SListNode;
节点开辟
对于链表来说,每需要空间就需要进行开辟,这里我们将之封装成一个函数,便于后续调用直接使用(开辟的同时进行赋值)
参考代码:
//链表节点开辟SLTNode* BuySListNode(SLTDateType x){//动态分配一个节点SLTNode* newnode = (SLTNode*)malloc(sizeof(SLTNode));if (newnode == NULL){//分配失败则打印错误信息并结束进程perror("newnode fail:");exit(-1);}//成功则进行赋值newnode->data = x;newnode->next = NULL;//返回节点地址,以便后续操作return newnode;}
数据打印
注意:
对于不带头的链表来说,打印数据不需要修改链表首节点地址(故只要传链表指针)
用循环遍历链表,每打印数据,需要指向下一个节点
依靠尾节点的址域为NULL来结束循环
代码:
//链表数据打印void SListPrint(SLTNode* phead)//一级指针接收一级指针(打印不需改变指针本身内容){//创建一个寻址指针SLTNode* cur = phead;while (cur!=NULL)//后续还有节点{//打印数据并指向下一个节点printf("%d->", cur->data);cur = cur->next;}//最后打印空指针printf("NULL\n");return;}
链表尾插数据
要尾插数据则需要遍历找到链表的尾节点
对于不带头链表,尾插数据也可能是插在链表首元素的地址(当链表为空),需要修改链表指针的内容(故需要传入链表指针的地址)
插入数据要开辟节点
代码:
//链表尾插数据void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLTDateType x)//二级指针接收一级指针(尾插存在需改变链表指针本身内容){//避免传入错误(直接报错便于找到错误位置)assert(pphead);//接收新节点的地址SLTNode* newnode=BuySListNode(x);//头节点为空if (*pphead == NULL){*pphead = newnode;}else{//找尾节点SLTNode* tail = *pphead;//创建寻址节点//两个及以上节点的情况while (tail->next != NULL){//指向下一个节点tail = tail->next;}//找到了tail->next = newnode;}return;}
注意代码中的assert的作用:
正确传入链表指针的地址是不会为空的
但是对于非正常传入链表指针(不是链表指针的地址)且此时链表指针为空则会发生报错(assert报错会告诉错误位置),告诉程序员应该传入链表指针的地址
头删
注意:
删除前需要保存当前节点的址域(即保存下个节点的空间地址,以防丢失)
前删数据即删除当前链表首节点,即需修改链表指针的内容(故需传入链表指针的地址)
删除后修改链表指针内容,指向新的首节点
如果链表为空时无法删除(保存下个节点地址会造成非法访问)
代码:
//链表前删数据void SListPopFront(SLTNode** pphead){//避免传入错误(直接报错便于找到错误位置)assert(pphead);//链表为空的情况if (*pphead == NULL){return;}//创建指针保存第二个节点地址SLTNode* next = (*pphead)->next;//释放当前头结点空间free(*pphead);//更新头结点数据*pphead = next;return;}
链表数据查找
注意:
查找时用循环遍历链表
对于查找数据不用修改链表指针的内容,故只需传入链表指针就行了
查找到时则返回节点地址,否则返回NULL
代码:
//链表数据查找SLTNode* SListFind(SLTNode* phead, SLTDateType x){//创建寻址指针SLTNode* cur = phead;while (cur!=NULL){if (cur->data == x)//找到数据符合节点{return cur;//返回节点地址(好处:以便后续再寻找或修改)}else{//找下一个节点cur = cur->next;}}//未找到数据符合节点return NULL;}
链表pos位置前插数据
注意:
想要pos位置前插数据,不仅需要找到pos位置,还需要记录pos的前一个节点位置
传入的pos为NULL则报错
进行修改前节点的址域成新节点,并让新节点的址域修改成pos,这才是一个成功的pos位置前插数据
循环遍历链表查找pos位置,没有找到pos位置则什么也不干
代码:
//链表pos位置往前插入(较难)(还有在pos位置之后插入,简单点)void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x){//避免传入错误(直接报错便于找到错误位置)assert(pphead);assert(pos);SLTNode* newnode = BuySListNode(x);//首结点符合的情况if (*pphead == pos){newnode->next = *pphead;*pphead = newnode;}else{//创建寻址指针SLTNode* cur = *pphead;while (cur !=NULL){if (cur->next!= pos){cur = cur->next;//找到下一节点}else // 找到对应空间{cur->next = newnode;newnode->next = pos;return;//结束寻找(否则会一直插入,造成死循环)}}}//未找到则什么也不干return;}
链表pos位置后插数据
注意:
后插则不用关注是否为首节点
也不用找到遍历找到前节点的位置
后插则先将新节点址域改成pos后节点地址再将pos的址域改成新节点地址
ps:一定要注意修改链接节点址域的先后,避免地址的丢失
代码:
//链表pos位置往后插入void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLTDateType x){SLTNode* newnode = BuySListNode(x);newnode->next = pos->next;pos->next = newnode;return;}
链表pos位置数据删除
注意:
考虑删除首节点的情况,可能修改链表指针的内容,故需要传入链表指针的地址
对于删除节点,需要先保存pos位置下一个节点地址,将pos位置释放,再将pos位置前节点的址域改成pos位置后节点的地址,这才是成功的删除pos位置节点
循环找pos位置,没找到则什么也不干
参考代码:
//链表pos位置删除void SListErase(SLTNode** pphead, SLTNode* pos){//避免传入错误(直接报错便于找到错误位置)assert(pphead);assert(pos);//头结点符合的情况if (*pphead == pos){*pphead = (*pphead)->next;free(pos);}else{//创建寻址指针SLTNode* cur = *pphead;while (cur != NULL){if (cur->next != pos){cur = cur->next;//找到下一节点}else // 找到对应空间{SLTNode* next = cur->next->next;free(cur->next);cur->next = next;return;//结束寻找}}}//未找到则什么也不干return;}
链表节点释放
注意:
对于动态开辟的内存空间,在使用后一定要记得的进行释放(避免造成内存泄漏)
因为链表节点是一个个开辟的,同样的释放也需要一个个进行释放
循环遍历释放当前节点前需保存后一个节点的地址,避免地址丢失无法释放
释放完后,还需将链表指针给置空(避免使用野指针)
参考代码:
//链表节点释放void SListDestory(SLTNode** pphead){//避免传入错误(直接报错便于找到错误位置)assert(pphead);//遍历释放SLTNode* cur = *pphead;while (cur){//保存下一个地址SLTNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}//置空*pphead = NULL;return;}
链表与顺序表区别
链表的优缺点
优点
按需申请空间(空间使用合理)
插入效率高(不用像顺序表样挪动数据)
缺点
不支持随机访问(无法用下标直接访问)
顺序表的优缺点
优点
支持随机访问 (有些算法需要结构支持随机访问:二分查找,快排等)
缺点
扩容空间有消耗(空间碎片化以及空间浪费)
插入数据需要挪动数据有消耗
以上是“C++如何实现单链表”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注编程网行业资讯频道!