论文-链表

毕业论文（设计）B AC H E L O RD I S SE R T A T I O N链表中文摘要线性表对于学过数据结构的人来说都是再熟悉不过了，它是数据结构的一个基本内容。

线性表的存储结构有顺序存储结构和链式存储结构，也就是我们常说的顺序表和链表.顺序和链式存储是线性表不同的存储方式，各有优劣，而不同的存储方式所对应的算法操作也不同，实现的效率也有差异。

通过对两种存储方式进行对比分析，加深学习者对链表的理解.本文分析了数据结构中链表与数组的建立，插入，删除运算的实现，并赋以图示和相应的具体程序，在此基础上通过对比，使人们对链表的优缺点有明确的认识。

关键词：线性表；链表；存储结构；优点；缺点List of advantages and disadvantages of the discussionAbstractLinear list of data structure for learned person is can't be more familiar with it, the linear table is a data structure in a basic content. Linear list storage structure of storage structure and chain in order, also is our storage structure of often said sequential list and linked list,.Order and chain store is the linear form of different storage methods, each has advantages and disadvantages, stored in different ways, corresponding to the arithmetic operations are also different, there are also differences to achieve efficiency. Based on the two storage methods and comparative analysis of three basic operations, deepen the understanding of learners list.This paper analyzes the data structure in the establishment of a single linked list,insert and delete operations to achieve,together with an icon and the corresponding specific procedures, On this basis, make people through comparison of the list has clear understanding of advantages and disadvantages.KEY WORD :Linear list;list；storage structure;advantages;disadvantages.第一章链表的概念与课题的研究内容及意义1.1链表的概述链表是一种常见的重要的数据结构。

他是动态的进行存储分配的一种结构。

我们知道，用数组存放数据时，必须事先定义固定的长度。

如果事先难以确定数组中元素的个数，则必须把数组定义的足够大，以便能存放足够的数据。

链表则没有这种缺点，他根据需要开辟内存单元。

链表有一个“头指针”变量，他存放一个地址，该地址指向一个元素。

链表中每一个元素称为“接点”，每个接点都应该包括两个部分：用户需用的实际数据和下一个接点的地址。

可以看到头指针指向第一个元素;第一个元素又指向第二个元素……直到最后一个元素，该元素不再指向其他元素，他称为“表尾”，他的地址部分放一个“NULL”,链表到此结束。

可以看到链表中各元素在内存中可以不是连续存放的。

要找到某一元素，必须先找到上一个元素，根据它提供的下一元素才能找到下一个元素。

如果不提供“头指针”，则整个链条都无法访问。

链条如同一条铁链一样，一环扣一环，中间是不能断开的。

由此可以看到，这种链表的数据结构，必须利用指针变量才能实现，即一个接点中应包含一个指针变量，用它存放下一个接点的地址。

链表中的节点不需要以特定的方式存储，其存储方法主要有两种：共用存储空间和独立存储空间。

（1）共用存储空间。

链表的节点和其他的数据共用存储空间，这样可以存储无限多的内容，但处理器必需要提前分配内存，但由于内容分散，有时可能不方便调试。

（2）独立存储空间。

一个链表或多个链表使用独立存储空间，一般用数组或者类似结构实现，这样可以自动获得一个附加数据，也就是编号，并且方便调试，但不能动态分配内存。

链表按性质可以分为三类：单向链表，双向链表，循环链表。

链表中最简单的是单向链表，包含两个域，一个是信息域，一个是指针域。

这个链接指向下一个节点，而最后一个节点指向一个空值。

图1是单向链表的结构，图2是一个单链表实例。

图1 单向链表的结构图图2 单向链表的实例单向链表中第一个节点，只能通过头指针来进行访问，者有一定的局限性。

如果把单链表中的首节点和尾节点相连接，则从链表中任意节点出发，都能访问链表中所有节点，这就是循环链表。

如图3图3循环链表结构图在某些情况下我们不仅需要记录后继节点的地址，还需要记录前驱节点的地址，这就需要在定义链表的节点时定义两个指针域分别来存放前驱节点地址和后继节点地址，这样的链表称为双向链表。

双向链表又分为简单双向链表和双向循环链表，简单双向链表的结构如图4.图4双向链表的结构图1.2问题的提出链式存储与顺序存储都只是一种存储结构，同一个问题既可以用链表进行解决，也可以通过顺序存储进行解决。

那么两者之间有什么不同，或者说在解决问题时，用哪一种方法更简便，更节约时间，这就是本文将要解决的问题。

1.3课题的研究内容与意义本课题研究的是链表的功过是非，即通过编程，使人们从中看到使用链表对程序造成的影响。

首先进行编程讨论，通过使用链表对程序造成的便利。

然后在通过程序进行讨论链表所造成的不便。

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。

链表由一系列结点组成，结点可以在运行时动态生成。

每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

链指针是一个链表的灵魂，若指针断了，会产生难以想象的后果。

本论文就想对链表的使用做一些深入的探讨，指出是非功过，以便更好地掌握链表的精髓。

第二章链表的优点与缺点数组与链表是两种截然不同的存储结构，一种是顺序存储，一种是链式存储。

由于他们的存储结构不同，在进行某些相同操作时他们的效率也不一样。

下面我们从他们解决约瑟夫问题，插入操作，删除操作去分析他们的效率。

在分析它们效率的时候，我们引用时间函数。

也就是说通过时间函数在执行操作前记录开始时间begin，在操作完成后记录结束时间end。

则操作运行时间可以用end-begin来表示。

由于计算机运行速度很快，时间会很小，在代码中会将代码适当放大进行讨论。

2.1使用链表与数组解决约瑟夫问题的时间比较约瑟夫环问题可以分为很多种，在这里我们概括为假设有编号为1，2，3，…，n 的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。

一开始任选一个正整数作为报数的上限值m，从第一个人开始按顺时针方向自1开始顺序报数，报到m 时停止。

报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一人开始重新从1报数，如此下去，直到所有人全部出列为止。

使用链表解决约瑟夫问题的步骤：建立一个具有n个结点的循环链表，设定一个头结点，以这个结点为起点开始报数，不断的删除链表符合要求的的结点，一直到链表为空。

需要注意的是：设立n个结点的循环链表一定要设立一个头结点，否则循环将不断运行，进入死循环。

当记到m，将元素从链表中提出时，下一次起始位置从m+1开始。

重复上述操作，，直到表中剩下一个元素为止。

使用数组解决约瑟夫问题的步骤：开辟一个数组，选择数组的大小，以及出表的规则num，也就是从表头开始经过num-1个元素，将这个元素取出数组，数组长度减一，不断执行这一操作，最终数组剩下一个元素。

使用链表解决约瑟夫问题：#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<time.h>struct node{int n;struct node* next;};main(){clock_t begin,end;struct node *h,*p,*q,*f;int i;begin=clock();h=p=q=(struct node*)malloc(sizeof(struct node)); h->n=1;for(i=2;i<=5555;i++){p=(struct node*)malloc(sizeof(struct node)); p->n=i;q->next=p;q=p;}q->next=h;p=h;while(p!=q){for(i=1;i<=11-1;i++){q=p;p=p->next;}printf("%d ",p->n);f=p;p=p->next;q->next=p;free(f);}printf("%d\n",p->n);end=clock();printf("time=%f\n",(end-begin)/CLK_TCK);}使用数组解决约瑟夫问题：#include<time.h>#include<stdio.h>#include<dos.h>void main(){clock_t start,end;int a[30000],i,j,k,count,num;scanf("%d,%d",&count,&num);start=clock();for(i=1;i<=count;i++)a[i]=i;i=1;k=count;do{i=(i+num-1)%k;if(i==0)i=k;printf("%d,",a[i]);for(j=i;j<=k-1;j++)a[j]=a[j+1];k=k-1;}while(k);printf("%d\n\n",a[1]);end=clock();printf("time=%f\n",(end-start)/CLK_TCK);}2.2在链表与数组中插入元素的时间比较在线性表的链式存储结构中，逻辑上相邻的元素在物理位置上部要求相邻，逻辑上的相邻关系是通过指针表现出来的，在进行插入操作时，只需修改相关结点的指针。