第2章(3)_线性链表

区别：① 无头结点
② 有头结点
头结点不计入 链表长度！
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讨论: 链表的数据元素有两个域，不再是简单数据 类型，编程时该如何表示？
答： 因每个结点至少有两个分量，且数据类型通常不一致，所 以要采用结构数据类型。 以26个字母的链表为例，每个结点都有两个分量： p q 字符型 指针型 „a‟ „b‟
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链表存储结构在这两个方面恰好是优点：

1. 链表的表示
(1)链式存储结构特点 其结点在存储器中的位臵是随意的，即逻辑上相邻的数 据元素在物理上不一定相邻。 如何实现？ 通过指针来实现！
让每个存储结点都包含两部分：数据域和指针域
样式：
数据
指针
或
指针 数据
指针
数据域：存储 元素数值数据
指针域：存储直接后继或 者直接前驱的存储位臵
int count= 1;
while((p!=NULL)&&(p->data!=x)) /*直到p为NULL或p->data是x为止*/ { p=p->next; count++; } /*扫描下一结点*/ if(p==NULL) printf("找不到该元素\n");
else printf("找到了，它的位置是:%d\n" ,count);

step3 结束循环, 返回头指针head。
s
head
ai+1
ai
ai-1
...
a1 ^
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单链表的建立和输出举例
例：从键盘输入n个字符，以’0’作为结束标记，产生不带表头的单链 表，请写出C语言程序。（从后往前生成）
实现思路：先开辟头指针，然后陆续为每个结点开辟存储 空间并及时赋值，后继结点的地址要提前送给前面的指针。
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练习： 设p为指向链表的第i个元素的指针,则第i个元素的 数据域写为 p->data ，指针域写为 p->next 。
ai的值
ai+1的地址
附1：介绍C的三个有用的库函数/算符（都在<stdlib.h> 中）：
sizeof(x)——计算变量x的长度（字节数）； malloc(m) —开辟m字节长度的地址空间，并返回这段空间
先挖“坑”,后种“萝 卜”！
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将全局变量及函数提前说明： #include<stdio.h> #include<stdlib.h> Typedef struct Lnode { char data; struct Lnode *next; }Lnode, *LList; int m=sizeof(Lnode); /*结构类型定义好之后，每个Lnode类 型的长度就固定了，m求一次即可*/
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}
void display(Lnode *head)
/*链表的输出*/
{ Lnode *p; sum=0; p=head; while (p) //当指针不空时循环（仅限于无头结点的情况） { printf("%c",p->data);
p=p->next; //让指针不断“顺藤摸瓜” sum++;
}
}
讨论：要统计链表中数据元素的个数，该如何改写？
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（2） 单链表的修改(或读取/查找）
举例: 设有数列{4,5,8,10,21,30,43,59}，长度为8，输入一个结点值30，显示该 Nhomakorabea点的位臵。
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算法 单链表查找算法
Lnode *get(Lnode *head, char x） ｛ Lnode *p=head; /*从头结点开始比较*/
p
data node
*next
设每个结点用变量node表示，其指 针用p表示，两个分量分别用data和 *next表示，这两个分量如何赋值？
方式1： 直接表示为 node.data＝'a'；node.next=q 方式2：p指向结点首地址，然后 p->data='a'; p->next=q; 方式3： p指向结点首地址，然后 (*p).data='a'； (*p).next＝q
return p; }
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（3） 单链表的插入 在链表中插入一个元素X 的示意图如下： p a p
b
插 入 X
a
b
p->next
s
X
s->next
链表插入的核心语句： Step 1：s->next=p->next; Step 2：p->next=s ； 思考：Step1和2能互换么？
有头结点时，当头结点的指针域为空时表示空表。
头指针
^ 无头结点
头指针
头结点
^
有头结点
头结点不计入链表 长度！
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上例链表的逻辑结构示意图有以下两种形式： ①
H
ZHAO QIAN SUN LI
ZHOU
WU
ZHENG
WANG
/\
②
H
ZHAO QIAN SUN LI
ZHOU
WU
ZHENG
WANG
/\
//单位是字节
问2：结构变量node的首地址(指针p）是多少？
p＝(node*)malloc(m)
P->data=„a‟; p->next=q
问3：怎样删除结构变量node？
free(p) //只能借助node的指针删除！
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补充：结构数据类型的C表示法
① 类型定义和变量说明可以合写为： typedef struct liuyu //liuyu是自定义结构类型名称
如何具体编程来建立 和访问链表？ ——链表的实现
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问题讨论：
线性表的单链表存储结构描 述: typedef struct Lnode { ElemType data; struct Lnode *next; }Lnode, *LinkList; 请注意：typedef不可能创造 任何新的数据类型，而仅仅是 在原有的数据类型中命名一个 新名字，其目的是使你的程序 更易阅读和移植。
第2章 数据结构-线性链表
软件技术基础
河南科技大学 计算机系
本单元要点

线性链表及其运算
链栈 链队列 循环链表



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（一）线性表的链式存储结构

线性表的顺序存储结构容易实现，可以随机存取 表中的任意元素。

顺序表缺点是：


难于插入、删除操作；
需要预先分配空间，不管这些空间能否最大限 度地利用。 容易插入、删除操作 不需要预分空间。
{ char data; //定义数据域的变量名及其类型 struct liuyu *next; //定义指针域的变量名及其类型 }node，*pointer; //node是liuyu结构类型的类型替代, *pointer是指针型的liuyu结构类型的替代，也是数据类型*/
② 对于指向结构类型的指针变量，可说明为：
讨论2：在单链表中，除了首元结点外，任一结点的存储位置 由 其直接前驱结点的链域的值 指示。
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(2) 与链式存储有关的术语
1）结点：数据元素的存储映像。由数据域和指针域两部分组 成； 2）链表： n 个结点由指针链组成一个链表。它是线性表的 链式存储映像，称为线性表的链式存储结构。
3）单链表、双链表、多链表、循环链表： • 结点只有一个指针域的链表，称为单链表或线性链表； • 有两个指针域的链表，称为双链表（但未必是双向链 表）； • 有多个指针域的链表，称为多链表； • 首尾相接的链表称为循环链表。
node *p, *q; //或用 struct liuyu *p , *q;
//注：上面已经定义了node为用户自定义的liuyu类型。
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单链表的抽象数据类型描述如下
typedef struct Lnode { ElemType data; struct Lnode *next; }Lnode, *LinkList; //数据域 //指针域 // *LinkList为Lnode类型的指针
结束循环,p->next =NULL, 返回头指针head。
head a1 a2
p
s ai-1 ^ ai
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...
链表的动态生成（方法二）：从后往前


算法操作步骤： Step1 初始化；头指针臵NULL Step2 输入结点数据,(非0)循环 1) 使s指向新生成的结点， 2) s->data = num，s->next = head 3)头指针始终指向s ，head=s
设计思想：牺牲空间效率换取时间效率
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链表存放示意图如下：
head
a1
a2
……
an
/\
例：请画出26 个英文字母表的链式存储结构。 解：该字母表的逻辑结构为：（ a, b, … ,y, z） 该字母表在内存中链式存放的样式举例如下：
讨论1 ：每个存储结点都包含两部分：数据域和 指针域(链域 。 )
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2. 链表的实现
（1） 单链表的建立和输出 （2） 单链表的修改 （3） 单链表的插入 （4） 单链表的删除
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（1）链表的动态生成

链表是一种动态存储结构。因此，建立链表的过程 是动态生成的过程。 按链表结点建立的顺序、方向不同，分为两种方法：



从前往后的动态生成法
从后往前的动态生成法
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4）头指针、头结点和首元结点的区别 示意图如下：