一起来看看C语言线性表的线性链表

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定义

链表是通过一组任意的存储单元来存储线性表中的数据元素，每一个结点包含两个域：存放数据元素信息的域称为数据域，存放其后继元素地址的域称为指针域。因此n个元素的线性表通过每个结点的指针域连接成了一个“链条”，称为链表。若此链表的每个结点中只包含一个指针域，则被称为线性链表或单链表。

线性表的链式存储结构，它不需要用地址连续许的存储单元来实现，因为它不要求逻辑上相邻的两个数据元素物理位置上也相邻，它是通过“指针”建立起数据元素之间的逻辑关系。

链表是由一个个结点构成的，结点定义如下：

typedef struct node{    datatype data;    struct node *next;} linklist;

线性链表的存取必须从表头指针开始，表头指针指示线性链表中第一个结点的存储单位置。由于线性表最后一个数据元素没有古文观止翻译直接后继，则线性链表中的最后一个结点的指针域为“空”（null）。

为了使用方便可以在第一个元素的前面增加一个结点（被称为头节点），该节点的数据域为空，指针域中存储线性链表的第一个元素所在的结点（表头结点）的存储地址。如果为空表，则指针域为空。

因此空链表也分为带有头北京985大学结点的空链表和不带头结点的空链表。若有头结点，头结点的数据域为空，指针域为空，则说明该链表为空链表；若没有头结点，表头指针为空指针，则说明该链表为空链表。

1.插入

假设要在线性表的两个数据元素a和b之间插入一个数据元素x，p为指向结点a的指针。为了插入数据元素x，首先要生成一个数据域为x的新结点，s为指向新增节点的指针，然后使新增节点的指针域指向b(p->next)，结点a的指针域指向新增节点(s)。

int inrtlinklist(linklist *h, int i, datatype x)/*在有头结点的线性链表h中第i个位置前插入元素x*/{    linklist *p;    linklist *s;    int j = 0;    p = h;    while (p && j<i-1)    {        p = p->next;        j++;    }/*循环直到p指向第i-1个元素*/    if (!p)        return -1;/*i大于表长加1*/    s = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));    s->data = x;    s->next = p->next;/*插入数据元素x*/    p->next = s;    return 1;}

2.建立线性链表

1)头插法

建立线性链表应从空表开始，每读入一个数据元素则申请一个结点，然后插在链表的头结点与第一个结点之间。记头结点为h，申请的结点为s，按照上述插入算法，操作步骤为：

s->next = h->next; h->next = s;

再加上新建头结点、读入数据元素、申请结点等步骤，可编程如下：

linklist *createlinklist_front(){    linklist *h;/*h表示头结点*/    linklist *s;    char x;/*设数据元素的类型为char*/    h = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));/*为头结点申请内存空间*/    h->next = null;    scanf(" %c", &a企业推广方案mp;x);    while (x!=flag)/*flag为结束创建过程的标志，如'#'等*/    {        s = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));        s->data = x;        s->next = h->next;        h->next = s;        scanf(" %c", &x);    }    return h;}

因为是在链表的头部插入，读入数据的顺序和线性表中的逻辑顺序是相反的。

2)尾插法

在表头插入建立线性链表方法简单，但读入数据元素的顺序与生成的链表中元素的顺序是相反的，若希望次序一致，则用尾插法。因为每次是将新结点插入到链表的尾部，所以需加入一个指针用来始终指向链表中的尾结点，以便能够将新结点插入到链表的尾部。

在前面，我们介绍了插入算法，在这里可以通过调用插入算法，即定义一个变量int i = 1;，调用前面的函数inrtlinklist(h, i, x);，每插入一个数据元素，便使i++;，这样就可一直保持在链表的尾部插入。

linklist *createlinklist_rear(){    linklist *h;    datatype x;/*设datatype为数据元素的类型*/    int i = 1;    h = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));    h->next = null;    scanf(&x);/*读入数据元素的值*/    while (x!=flag)    {        inrtlinklist(h, i, x);/*调用插入算法*/        i++;        scanf(&x);    }    return h;}

但是这样使得算法的时间复杂度比头插法要高出了一个数量级，因为每次在尾部插入数据元素时，都极地特快要重新调用inrtlinklist()函数，使指针重新从表头指针开始指向尾结点。

因此我们可以使指针（记为p）一直指向链表中的尾结点，然后让新结点（记为s）按照插入算法插入链表的尾部。只需修改上述代码的while循环即可实现：

linklist *createlinklist_rear(){    linklist *h, *p, *s;    datatype x;/*设datatype为数据元素的类型*/    h = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));    h->next = null;    scanf(&x);/*读入数据元素的值*/    p = h;    while (x!=flag)    {        s = (linklist *)malloc(sizeof(linklist));        s->data = x;        s->next = null;        p->next = s;        p = p->next;        scanf(&x);    }    return h;}

3.删除

假设链表中有a, b, c3个数据元素，要删除数据元素a和数据元素c中间的数据元素b时，仅需修改数据元素a所在的结点的指针域。假设指针p指向数据元素a，用语句表示就是：

p->next = p->next->next;

添加一个指针变量q，让q指向数据元素b，当改变数据元素a所在的结点的指针域后，即可释放q的内存，即释放数据元素b所占的内存。进一步地，调用函数时传入标志变量i，可实现删除第i个数据元素。

int deletelinklist(linklist *h, int i)/*在有头结点的线性链表h中删除第i个元素*/{    linklist *p;    linklist *q;    int j = 0;    p = h;    while (p->next && j<i-1)    {        p = p->next;        j++;    }/*循环直到p指向第i-1个元素*/    if (!(p->next))        return -1;/*删除节点不合法*/    q = p->next;    p->next = q->next;/*删除第i个数据元素*/    free(q);/*释放第i个数据元素所占内存*/    return 1;}

对比插入算法和删除算法，while循环的功能同样是使p指向第i-1个元素，为什么插入算法的循环条件为p && j<i-1，而删除算法的循环条件是p->next && j<i-1？能否将删除算法的循环条件也改为p && j<i-1？

这是因为，在链表根本没有i-1个元素的情况下，循环条件为p && j<i-1的循环运行结果为p指向尾结点的下一个结点即p=null，而循环条件为p->next && j<i-1的循环运行结果为p指向尾结点即p≠null。若将删除算法的循环条件也改为p && j<i-1，在链表根本没有i-1个元素的情况下，while循环后面的语句if (!(p->next))将会造成非法内存访问，因为此时p=null，我们无法访问空指针指向的内容。

4.查找

查找结点使用的算法是线性查找法（顺序查找法），即从链表的第一个结点开始，顺着指针链一个一个比较，相等则查找成功，返回结点位置；如果比较到最后也没有相等的，则查找不成功，返回空。

linklist *archlinklist(linklist *h, datatype x)/*在线性链表h中查找值为x的结点，找到后返回其指针，否则返回空*/{    linklist *p = h->next;/*p指向线性链表的第一个数据元素*/    while (p!=null && p->data!=x)        p = p->next;    return p;}

若要返回值为x的结点在链表中的位序，则可使用一个标记变量i，记录结点的位序；若找不到则返回-1。修改程序如下：

int archlinklist(linklist *h, datatype x)/*在线性链表h中查找值为x的结点，找到后返回其在链表中的位序，否则返回-1*/{    linklist *p = h->next;/*p指向线性链表的第一个数据元素*/    int i = 1;    while (p!=null && p->data!=x)    {        p = p->next;        i++;    }    if (p != null)        return i;    el        return -1;}

5.求线性链表的表长

设h是带头结点的线性链表（线性表的长度不包括头结点），求线性链表的表长的操作与上述查找某结点在链表中的位序相似。

int linklistlength(linklist *h){    linklist *p = h;/*p指向头结点*/    int n = 0;    while (p->next)    {        p = p->next;        n++;    }/*p所指的是第n个结点*/    return n;}

总结

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