這篇文章主要介紹“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的鏈表有那幾種類型”,在日常操作中,相信很多人在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的鏈表有那幾種類型問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡單好用的操作方法,希望對大家解答”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的鏈表有那幾種類型”的疑惑有所幫助!接下來,請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧!
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單鏈表的尾結(jié)點(diǎn)的指針域是 NULL,所以單鏈表到此終止。如果我們使用單鏈表的尾結(jié)點(diǎn)的指針域存儲(chǔ)頭結(jié)點(diǎn)的地址,即尾結(jié)點(diǎn)的直接后繼結(jié)點(diǎn)為頭結(jié)點(diǎn),如此一來,單鏈表就構(gòu)成了一個(gè)環(huán)(循環(huán)),稱之為單項(xiàng)循環(huán)鏈表。
單向循環(huán)鏈表是由單鏈表進(jìn)化而來的,算是單鏈表的“兒子”,所以單鏈表的那一套結(jié)構(gòu)對于單向循環(huán)鏈表來說完全適用,從上圖你也可以看出,結(jié)構(gòu)并無較大改變,二者所不同只在尾結(jié)點(diǎn),所以我們只需要在尾結(jié)點(diǎn)和與尾結(jié)點(diǎn)相關(guān)的操作上下功夫就行了。
因此,單向循環(huán)鏈表的結(jié)構(gòu)體和單鏈表的結(jié)構(gòu)體相同。
/*單向循環(huán)鏈表的結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)體*/ typedef struct _Node { int data; //數(shù)據(jù)域:存儲(chǔ)數(shù)據(jù) struct _Node *next; //指針域:存儲(chǔ)直接后繼結(jié)點(diǎn)的地址 } Node;
為了統(tǒng)一對空鏈表和非空鏈表的操作,我們使用帶頭結(jié)點(diǎn)的鏈表來實(shí)現(xiàn)它。
一個(gè)空鏈表如圖所示,只有一個(gè)頭指針和頭結(jié)點(diǎn):
空鏈表
頭結(jié)點(diǎn)的指針域指向其本身構(gòu)成一個(gè)循環(huán),我們可以借此來判斷鏈表是否為空。
if (head->next == head) { printf("空鏈表。\n"); }
想要初始化一個(gè)空鏈表很簡單,創(chuàng)造頭結(jié)點(diǎn),使頭結(jié)點(diǎn)的 next 指針指向其自身即可:
Node *create_node(int elem) { Node *new = (Node *) malloc(sizeof(Node)); new->data = elem; new->next = NULL; return new; } /** * 初始化鏈表 * p_head: 指向頭指針的指針 */ void init(Node **p_head) { //創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn) Node *head_node = create_node(0); //頭指針指向頭結(jié)點(diǎn) *p_head = head_node; //頭結(jié)點(diǎn)的next指針指向其本身,構(gòu)成環(huán) head_node->next = head_node; }
這里只演示頭插法和尾插法
因?yàn)閹ь^結(jié)點(diǎn),所以不需要考慮是否為空鏈表。下圖是向空鏈表中頭插兩個(gè)元素的過程:
單向循環(huán)鏈表頭插法過程
/** * 頭插法,新結(jié)點(diǎn)為頭結(jié)點(diǎn)的直接后繼 * p_head: 指向頭指針的指針 * elem: 新結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) */ void insert_at_head(Node **p_head, int elem) { Node *new = create_node(elem); Node *head_node = *p_head; //頭結(jié)點(diǎn) //新結(jié)點(diǎn)插入頭結(jié)點(diǎn)之后 new->next = head_node->next; head_node->next = new; }
因?yàn)闉榱吮M量簡單,所以我們并沒有設(shè)置指向尾結(jié)點(diǎn)的尾指針,所以在尾插之前,需要先借助某個(gè)指針,遍歷至尾結(jié)點(diǎn),然后再插入。
/** * 尾插法:新插入的結(jié)點(diǎn)始終在鏈表尾 * p_head: 指向頭指針的指針 * elem: 新結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) */ void insert_at_tail(Node **p_head, int elem) { Node *new = create_node(elem); Node *head_node = *p_head; //頭結(jié)點(diǎn) Node *tail = head_node; //tail指針指向頭結(jié)點(diǎn) while (tail->next != head_node) { //tail遍歷至鏈表尾 tail = tail->next; } //尾插 new->next = tail->next; tail->next = new; }
刪除的本質(zhì)是“跳過”待刪除的結(jié)點(diǎn),所以我們要找到待刪除結(jié)點(diǎn)的直接前驅(qū)結(jié)點(diǎn),然后讓其直接前驅(qū)結(jié)點(diǎn)的 next 指針指向其直接后繼結(jié)點(diǎn),以此來“跳過”待刪除結(jié)點(diǎn),最后保存其數(shù)據(jù)域,釋放結(jié)點(diǎn),即完成刪除。
這里只演示頭刪法。
因?yàn)閯h除的是頭結(jié)點(diǎn)的直接后繼結(jié)點(diǎn),所以我們不必再費(fèi)力尋找待刪除結(jié)點(diǎn)的直接前驅(qū)結(jié)點(diǎn)了。
單向循環(huán)鏈表頭刪法過程
/** * 頭刪法:刪除頭結(jié)點(diǎn)之后的結(jié)點(diǎn) * p_head: 指向頭指針的指針 * elem: 指向保存數(shù)據(jù)變量的指針 */ void delete_from_head(Node **p_head, int *elem) { Node *head_node = *p_head; //頭結(jié)點(diǎn) if (head_node->next == head_node) { printf("空鏈表,無元素可刪。\n"); return; } Node *first_node = head_node->next; //首結(jié)點(diǎn):頭結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn) *elem = first_node->data; //保存被刪除結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) head_node->next = first_node->next; //刪除結(jié)點(diǎn) free(first_node); //釋放 }
我們可以一圈又一圈地循環(huán)遍歷鏈表,下面是循環(huán)打印 20 次結(jié)點(diǎn)地代碼:
/** * 循環(huán)打印20次結(jié)點(diǎn) */ void output_20(Node *head) { if (head->next == head) { printf("空鏈表。\n"); return; } Node *p = head->next; for (int i = 0; i <= 20; i++) { if (p != head) { //不打印頭結(jié)點(diǎn) printf("%d ", p->data); } p = p->next; } printf("\n"); }
顧名思義,雙向鏈表,就是有兩個(gè)方向,一個(gè)指向前,一個(gè)指向后。這樣我們就彌補(bǔ)了單鏈表的某個(gè)結(jié)點(diǎn)只能找到其直接后繼的缺陷。如圖所示:
雙向鏈表
為了實(shí)現(xiàn)能指前和指后的效果,只靠 next 指針肯定是不夠的,所以我們需要再添加一個(gè)指針 —— prev,該指針指向某結(jié)點(diǎn)的直接前驅(qū)結(jié)點(diǎn)。
/*雙向鏈表的結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體*/ typedef struct _Node { int data; //數(shù)據(jù)域 struct _Node *prev; //指向直接前驅(qū)結(jié)點(diǎn)的指針 struct _Node *next; //指向直接后繼結(jié)點(diǎn)的指針 } Node;
雙向鏈表的空鏈表如圖所示:
要初始化一個(gè)這樣的空鏈表,需要?jiǎng)?chuàng)造出頭結(jié)點(diǎn),然后將兩個(gè)指針域置空即可:
Node *create_node(int elem) { Node *new = (Node *)malloc(sizeof(Node)); new->data = elem; new->prev = NULL; new->next = NULL; return new; } void init(Node **p_head) { //創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn) Node *head_node = create_node(0); //頭指針指向頭結(jié)點(diǎn) *p_head = head_node; }
這里只演示頭插法,過程如下:
雙向鏈表頭插法過程
代碼如下:
/** * 頭插法,新結(jié)點(diǎn)為頭結(jié)點(diǎn)的直接后繼 * p_head: 指向頭指針的指針 * elem: 新結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù) */ void insert_at_head(Node **p_head, int elem) { Node *new = create_node(elem); Node *head_node = *p_head; //頭結(jié)點(diǎn) if (head_node->next != NULL) { //不為空鏈表 Node *first_node = head_node->next; //首結(jié)點(diǎn):頭結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn) //首結(jié)點(diǎn)的prev指針指向new結(jié)點(diǎn) first_node->prev = new; //new結(jié)點(diǎn)的next指針指向首結(jié)點(diǎn) new->next = first_node; } //new結(jié)點(diǎn)的prev指針指向頭結(jié)點(diǎn) new->prev = head_node; //頭結(jié)點(diǎn)的next指針指向new結(jié)點(diǎn) head_node->next = new; }
這里只演示頭刪法。下圖是將一個(gè)有兩個(gè)元素結(jié)點(diǎn)的雙向鏈表頭刪為空鏈表的過程:
雙向鏈表頭刪法過程
代碼如下:
/** * 頭刪法 * p_head: 指向頭指針的指針 * elem: 指向保存變量的指針 */ void delete_from_head(Node **p_head, int *elem) { Node *head_node = *p_head; //頭結(jié)點(diǎn) Node *first_node = head_node->next; //待刪除的首結(jié)點(diǎn):頭結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn) if (head_node->next == NULL) { //判空 printf("空鏈表,無元素可刪。\n"); return; } *elem = first_node->data; //保存數(shù)據(jù) if (first_node->next != NULL) { first_node->next->prev = first_node->prev; } first_node->prev->next = first_node->next; free(first_node); }
有了 next 指針域,我們可以一路向后遍歷;有了 prev 指針域,我們可以一路向前遍歷。
這里不再展示代碼了。
到此,關(guān)于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的鏈表有那幾種類型”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí),快去試試吧!若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí),請繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站,小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章!