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學(xué)無(wú)先后，達(dá)者為師

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C語(yǔ)言?超詳細(xì)介紹與實(shí)現(xiàn)線性表中的無(wú)頭單向非循環(huán)鏈表_C 語(yǔ)言

作者：李逢溪 ? 更新時(shí)間： 2022-06-01 編程語(yǔ)言

一、本章重點(diǎn)

  • 無(wú)頭單向非循環(huán)鏈表介紹
  • 無(wú)頭單向非循環(huán)鏈表常用接口實(shí)現(xiàn)
  • 在線oj訓(xùn)練

二、鏈表介紹

概念：鏈表是一種物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上非連續(xù)、非順序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過(guò)鏈表 中的指針鏈接次序?qū)崿F(xiàn)的。

簡(jiǎn)單的說(shuō)：鏈表就是一些結(jié)構(gòu)體相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，而關(guān)聯(lián)的手段就是指針，通過(guò)存儲(chǔ)下一個(gè)結(jié)構(gòu)體的地址，就能挨個(gè)訪問(wèn)存在結(jié)構(gòu)體里的數(shù)據(jù)。

相比于順序表來(lái)說(shuō)。鏈表能夠解決順序表的一些缺點(diǎn)。

  • 從內(nèi)存角度來(lái)說(shuō)：無(wú)論是靜態(tài)順序表還是動(dòng)態(tài)順序表都會(huì)有一定的內(nèi)存浪費(fèi)，鏈表則是用一個(gè)節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，無(wú)內(nèi)存浪費(fèi)。
  • 從效率角度上來(lái)說(shuō)：順序表不管是頭插還是中間插入與刪除都要移動(dòng)數(shù)據(jù)，時(shí)間復(fù)雜度是O（N）。而鏈表則只要改變指針指向即可達(dá)到插入和刪除的效果。

實(shí)際中要實(shí)現(xiàn)的鏈表的結(jié)構(gòu)非常多樣，以下情況組合起來(lái)就有8種鏈表結(jié)構(gòu)：

1. 單向、雙向

2. 帶頭、不帶頭

3. 循環(huán)、非循環(huán)

帶頭：

存在一個(gè)哨兵位的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)不存儲(chǔ)任何有效數(shù)據(jù)，屬于無(wú)效節(jié)點(diǎn)，但通過(guò)這個(gè)無(wú)效節(jié)點(diǎn)當(dāng)頭節(jié)點(diǎn)讓我們?cè)谀承┓矫媸褂脮?huì)有一些優(yōu)勢(shì)。

比如，你頭插新節(jié)點(diǎn)時(shí)，不需要傳二級(jí)指針，因?yàn)槲覀兊念^節(jié)點(diǎn)始終指向這個(gè)無(wú)效節(jié)點(diǎn)。

帶頭單向非循環(huán)鏈表

雙向：

指的是節(jié)點(diǎn)中不再只有一個(gè)指針，而是有兩個(gè)指針，一個(gè)指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)指向后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

無(wú)頭雙向非循環(huán)鏈表

循環(huán)：

尾指針不再指向NULL，而是指向頭節(jié)點(diǎn)。?

無(wú)頭單向循環(huán)鏈表

三、無(wú)頭單向非循環(huán)鏈表常用接口實(shí)現(xiàn)

3.1動(dòng)態(tài)申請(qǐng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)

SLTNode* BuySListNode(SLDataType x)
{
	SLTNode* newnode = malloc(sizeof(SLTNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

3.2單鏈表打印

void SListPrint(SLTNode* phead)
{
	SLTNode* cur = phead;
	while (cur)
	{
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL\n");
}

3.3單鏈表尾插

void SListPushBack(SLTNode** pphead, SLDataType x)
{
	if (*pphead==NULL)
	{
		*pphead = BuySListNode(x);
		return;
	}
	else
	{
		SLTNode* tail;
		tail = *pphead;
		while (tail->next)
		{
			tail = tail->next;
		}
		tail->next = BuySListNode(x);
		return;
	}
}

3.4單鏈表的頭插

void SListPushFront(SLTNode** pphead, SLDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	newnode->next = *pphead;
	*pphead = newnode;
}

3.5單鏈表的尾刪

void SListPopBack(SLTNode** pphead)
{
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	else if((*pphead)->next==NULL)
	{
		*pphead = NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* prev = NULL;
		SLTNode* tail = *pphead;
		while (tail->next)
		{
			prev = tail;
			tail = tail->next;
		}
		free(tail);
		prev->next = NULL;
	}
}

3.6單鏈表頭刪

void SListPopFront(SLTNode** pphead)
{
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	else
	{
		SLTNode* temp = *pphead;
		(*pphead) = (*pphead)->next;
		free(temp);
	}
}

3.7單鏈表查找

SLTNode* SListSearch(SLTNode* phead, SLDataType x)
{
	while (phead)
	{
		if (phead->data == x)
		{
			return phead;
		}
		phead = phead->next;
	}
	return NULL;
}

3.8單鏈表在pos位置之前插入x

void SListInsert(SLTNode** pphead, SLTNode* pos, SLDataType x)
{
	SLTNode* newnode = BuySListNode(x);
	if (*pphead == NULL)
	{
		return;
	}
	else if(*pphead==pos)
	{
		newnode->next = pos;
		*pphead = newnode;
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *pphead;
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		newnode->next = pos;
		cur->next = newnode;
	}
}

3.9單鏈表刪除pos位置的節(jié)點(diǎn)

void SListErase(SLTNode** phead, SLTNode* pos)
{
	if (*phead == NULL)
	{
		return;
	}
	else if (*phead == pos)
	{
		*phead == NULL;
	}
	else
	{
		SLTNode* cur = *phead;
		while (cur->next != pos)
		{
			cur = cur->next;
		}
		cur->next = pos->next;
		free(pos);
	}
}

四、在線oj訓(xùn)練

4.1移除鏈表元素（力扣）

給你一個(gè)鏈表的頭節(jié)點(diǎn)?head?和一個(gè)整數(shù)?val?，請(qǐng)你刪除鏈表中所有滿足?Node.val == val?的節(jié)點(diǎn)，并返回?新的頭節(jié)點(diǎn)?。

輸入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6

輸出：[1,2,3,4,5]

輸入：head = [7,7,7,7], val = 7

輸出：[]

?思路：

前后指針（跟班指針），初始轉(zhuǎn)態(tài)prev指向NULL，cur指向head，如果出現(xiàn)cur->val==val.

就進(jìn)行刪除，刪除步驟為prev->next==cur->next;cur=cur->next。迭代過(guò)程為：prev=cur,cur==cur->next。

特殊情況，如果要?jiǎng)h除的val為頭節(jié)點(diǎn)，則刪除步驟為head=cur->next;free(cur);cur=head。

代碼參考：

typedef struct ListNode ListNode;
struct ListNode* removeElements(struct ListNode* head, int val)
{
    ListNode* cur=head;
    ListNode* prev=NULL;
    while(cur)
    {
        if(cur->val==val)
        {
            if(cur==head)
            {
                head=cur->next;
                free(cur);
                cur=head;
            }
            else
            {
                 prev->next=cur->next;
                 cur=cur->next;
            }
        }
        else
        {
            prev=cur;
            cur=cur->next;
        }
    }
    return head;
}

4.2反轉(zhuǎn)單鏈表（力扣）

給你單鏈表的頭節(jié)點(diǎn)?head?，請(qǐng)你反轉(zhuǎn)鏈表，并返回反轉(zhuǎn)后的鏈表。

輸入：head = [1,2,3,4,5]

輸出：[5,4,3,2,1]

輸入：head = []

輸出：[]

這里提供一個(gè)頭插思路：newhead=NULL,將head中的數(shù)據(jù)從左到右依次頭插至newhead鏈表中。

typedef struct ListNode ListNode; 
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{
    ListNode* newhead=NULL;
    ListNode* cur=head;
    if(cur==NULL)
    {
        return cur;
    }
    ListNode* next=cur->next;
    while(cur)
    {
        cur->next=newhead;
        newhead=cur;
        cur=next;
        if(next)
        next=next->next;
    }
    return newhead;
}

注意:結(jié)束條件是cur==NULL;此時(shí)如果next往后走，next=next->next;會(huì)出現(xiàn)NULL解引用的問(wèn)題。

其次要考慮cur==NULL的問(wèn)題，不然ListNode* next=cur->next也是對(duì)空指針解引用。

其實(shí)可以化簡(jiǎn)為：

struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)
{
    struct ListNode* cur = head;
    struct ListNode* newhead = NULL;
    while(cur)
    {
       struct ListNode* next = cur->next;
        cur->next = newhead;
        newhead = cur;
        cur = next; 
    }
    return newhead;
}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/m0_62171658/article/details/123300104

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