資料結構 線性表之單鏈表

2021-06-26 16:34:11 字數 2988 閱讀 5765

線性表(亦作順序表)是最基本、最簡單、也是最常用的一種資料結構。線性表中資料元素之間的關係是一對一的關係,即除了第乙個和最後乙個資料元素之外,其它資料元素都是首尾相接的。

線性表有兩種儲存結構:

①順序儲存結構,即儲存單元在一段連續的位址上儲存,常見的陣列就是順序儲存結構的線性表;

②鏈式儲存結構,即儲存單元在不連續的位址上儲存。因為其不連續性,除了要存資料元素資訊(資料域)外,還要儲存它後繼元素(結點)的位址(指標域,鏈)。學習鏈式結構最好將結點結構牢記於心,如下圖:

鍊錶的每個結點只含有乙個指標域就叫做單鏈表,單鏈表是其他形式鍊錶以及其他資料結構的基礎,所以是這篇文章著重講的地方。

在這裡還要先提前補充一點知識,時間複雜度與大o計法,正是因為有了這些指標,不同情況下不同資料結構有各自的優越之處。時間複雜度,記作:t(n) = o(f(n)),表示隨問題規模n的增大,演算法執行時間的增長率和f(n)的增長率相同,f(n)是問題規模(**執行次數)的函式。大o階計算方法:

①用常數1取代時間中所有的加法常數;

②修改後的執行次數函式f(n)中,只保留最高端,並去除最高端前面相乘的常數。

舉個例子:

在陣列中我們訪問資料時,都只需要執行一條語句,f(n)=1,則時間複雜度為o(1);

如果需要插入或刪除時,最壞情況(一般都是考慮最壞情況)是在第乙個元素插入,則需要把所有元素都向後挪動一位,這樣需要作n次處理則f(n)=n,時間複雜度為o(n)。

最後再介紹兩個函式,就可以開始舉例項了。

①void *malloc(unsigned int num_bytes) 

動態分配記憶體指標函式,如果分配成功則返回指向被分配記憶體的指標(此儲存區中的初始值不確定),否則返回空指標null。需要進行強制型別轉換。

②void free(void *ptr)

釋放ptr指向的儲存空間。被釋放的空間通常被送入可用儲存區池,以後可在呼叫malloc等函式來再分配。

例項:單鏈表的各種操作,原本想分類乙個函式乙個函式講,太亂了,一起擺又太長了,就當是給那些找demo的人吧!全都是自己寫的,後面的也沒注釋,真的很糟糕~~

#include "stdio.h"

#include "malloc.h"

#include "stdlib.h"

// 乙個結點結構體

typedef struct node

node;

/** 功能:建立乙個單鏈表

* 輸入:鍊錶長度

*/node *createlist(int n)

return h; // 返回頭結點指標}/*

* 功能:得到鍊錶長度

* 輸入:鍊錶的頭結點

* 輸出:整形

*/int getsize(node *head)

return size;}/*

* 功能:得到鍊錶特定位置的資料

* 輸入:鍊錶的頭結點,獲取資料的位置

* 輸出:整形

*/int get(node *h,int position)

result = s->data;

return result;}/*

* 功能:插入資料

* 輸入:鍊錶的頭結點,插入的位置,插入的資料

* 輸出:無

*/void insert(node *h,int position,int data)

s->next = p->next;

p->next = s; }/*

* 功能:動態插入資料在最後一項

* 輸入:鍊錶的頭結點,插入的資料

* 輸出:無

*/void insertatlast(node *h,int data)

p->next = s; }/*

* 功能:刪除資料

* 輸入:鍊錶的頭結點,刪除資料的位置

* 輸出:無

*/void remove(node *h,int position)

s = p->next;

p->next = s->next;

free(s); }/*

* 輸入:鍊錶的頭結點,所查資料

* 輸出:結點指標

*/node *search(node *h,int data)

s = p->next;

return s;}/*

* 功能:在特定的結點後面插入資料

* 輸入:鍊錶的頭結點,插入的資料

* 輸出:無

*/void insertafterpoint(node *point,int data)

/** 功能:刪除整個鍊錶

* 輸入:鍊錶的頭結點

* 輸出:無

*/void deletelist(node *h)

h->next = null;}/*

* 功能:列印所有元素的值

* 輸入:鍊錶的頭結點,鍊錶長度

* 輸出:無

*/void printall(node *h,int n)

}void main(int argc, char* argv)

列印結果:

如果在我們不知道第i個結點的指標位置,單鏈表資料結構在插入和刪除操作上的時間複雜度也為o(n),但是如果要插入10個資料時,我們找到了i個結點的指標位置,插入第乙個資料的演算法複雜度是o(n),後面的都是o(1),而陣列操作則每次都是o(n)。可見:對於插入或刪除資料越頻繁的操作,單鏈表的效率優勢就越明顯。

總而言之,對於單鏈表的操作,就是操作頭結點,前驅結點,當前結點;

前驅結點的指標域資料就是當前結點的指標。

除了單鏈表外還有迴圈鍊錶(終端結點的指標域指向頭結點)和雙向鍊錶(增加乙個前驅結點的指標域),以後有需要時再作深入學習。

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