数据结构-单链表-详解-1
1.前言
在数据结构-顺序表-详解中,我详细介绍了顺序表的实现,而顺序表也有一些缺点:
- 中间,头部插入时,需整体挪动数据,效率低下。
- 空间不够时扩容,有一定的消耗,也可能有一定空间浪费。
为了解决这些问题,引入了链表这一数据结构:
链表是一种物理存储单元上非连续、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。
链表中,一个数据存入一个内存块,通过指针相连。这种结构使得插入和删除操作变得高效,因为只需要更新指针即可完成这些操作,而无需移动数据本身。
在功能上,顺序表与链表互补,相辅相成。
链表有很多种:
- 单向或双向
- 带头或不带
- 循环或非循环
今天讲单链表。
与实现顺序表时类似,为了更好地组织代码,单链表在实现时建议放入三个文件中:
SList.h | SList.c | test.c |
---|---|---|
头文件 | 源文件 | 测试文件 |
引用头文件,函数声明,宏定义,结构体定义 | 具体的函数实现 | 验证功能是否正确 |
.c
文件都只需引用SeqList.h
,可避免头文件的重复引用。
注:引用自建的头文件使用双引号:#include "SList.h"
关于命名:
SList
中的S
指single
。
本文其他命名方式与顺序表一致,不再赘述。
2.结点
单链表一个内存块中需存储一个数据和一个指针。
对于多种类型的数据,使用结构体存储,在链表中,将这样的结构体称为结点。
SList.h
:
typedef int SLTDataType;
typedef struct SLTNode
{
SLTDataType data;
struct SLTNode* next;
}SListNode;
这段代码定义了一个名为SListNode
的结构体类型,用于表示单链表中的结点。
每个结点包含一个数据成员data
和一个指向下一个结点的指针next
。
需注意,关于next
的定义,以下两种写法是错误的:
SLTNode* next;
SListNode* next;
第一种写法,在C语言中属于类型不完整。
第二种写法,在还没typedef
时不能使用重定义类型。
3.打印
SList.h
:
void SListPrint(SListNode* phead);
SList.c
:
void SListPrint(SListNode* phead)
{
SListNode* cur = phead;
while (cur != NULL)
{
printf("%d->", cur->data);
cur = cur->next;
}
printf("NULL\n");
}
这段代码定义了一个名为SListPrint
的函数,它接受一个指向链表头结点的指针作为参数。通过遍历链表,依次打印出每个结点的数据,最后输出NULL
来表示链表的结尾。
其中,cur != NULL
,即cur
非0,为真。
可简化为:while(cur)
3.1关于断言
在顺序表中,函数的第一行一定是assert
断言,而链表中有时不需要断言,为什么?
- 顺序表中,传入函数的指针指向的是结构体,结构体存在内存的一块空间中,有具体地址;并且,顺序表为不为空,取决于结构体中
size
的大小,因此,指针不能为NULL
,需要断言。 - 单链表中,指向头结点的是指针,链表为空时指针可以为
NULL
,因此有时不需要断言。
3.2下一结点的找法
错误写法:
cur++;
++
可以找下一个位置吗?可以,但只能用在连续存放的情况下,如顺序表。
链表是非连续存放的,可以通过画图来理解:
物理结构
画出了实实在在数据内存中的变化,能帮助彻底理解。
逻辑结构
为了便于理解,形象化画出来的。
因此,使用cur = cur->next
,可将下一结点的地址赋值给cur
指针。
通过以上的介绍和代码实现,我们不仅了解了单链表的基本概念,还掌握了如何创建和打印单链表。希望这些内容能帮助你更好地理解单链表,并激发你进一步探索数据结构的兴趣!
本人仅是个C语言初学者,如果你有任何疑问或建议,欢迎随时留言讨论!让我们一起学习,共同进步!