8 单链表---带表头节点

上节课所学的顺序表的缺点

顺序表的最大问题：插入和删除时需要移动大量元素

链式存储的定义

链式存储的逻辑结构

链表中的基本概念：

注意：表头节点并不属于数据元素

单链表图示：

把3个需要的结构体定义出来：

typdef struct _tag_LinkList{
	LinkListNode header; //指针域
	int length; //单链表的长度
}TLinkList

获取第pos个元素

插入元素到pos位置

注意：新的链表形成之前，旧的链表不能断

删除元素：

一定要注意：index是从0开始还是从1开始【程序员永恒问题】

代码实现—单链表—带表头节点—头插法

linklist.c

#include "LinkList.h"

typedef struct _tag_LinkList
{
	LinkListNode* header;//头指针
	int length;//单链表的长度
}TLinkList; //类型：即代表头结点，又代表整个单链表

LinkList* LinkList_Create() {
	TLinkList* ret = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList));

	if (ret) {
		ret->length = 0;
		ret->header = NULL;
	}
}

void LinkList_Destory(LinkList* list) {
	free(list);
}

void LinkList_Clear(LinkList* list) {
	((TLinkList*)list)->length = 0;
}

int LinkList_Length(LinkList* list) {
	return ((TLinkList*)list)->length;
}

int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos) {
	TLinkList* tll = (TLinkList*)list;
	int i = 0;

	int ret = -1;
	ret = (tll != NULL) && (pos >= 0) && (node != NULL);

	if (ret) {
		LinkListNode* current = (LinkListNode*)tll;

		//移动current指针到pos位置
		for (i=0; (i<pos)&&(current->next!=NULL); i++)
		{
			current = current->next;
		}

		//关键
		node->next = current->next;
		current->next = node;

		tll->length++;
	}

	return ret;
}

LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos) {
	TLinkList* tll = (TLinkList*)list;
	LinkListNode* ret = NULL;

	int i = 0;

	if ((tll != NULL) && (pos >= 0) && pos < tll->length) {
		LinkListNode* current = (LinkListNode*)tll;

		for (i=0;i<pos;i++)
		{
			current = current->next;
		}

		ret = current->next;
	}

	return ret;
}

LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos) {
	TLinkList* tll = (TLinkList*)list;

	LinkListNode* ret = NULL;
	int i = 0;

	if ((tll != NULL) && (pos >= 0) && pos < tll->length) {
		LinkListNode* current = (LinkListNode*)tll;
		for (i = 0; i < pos; i++)
		{
			current = current->next;
		}

		ret = current->next;
		current->next = ret->next;

		tll->length--;
	}

	return ret;
}

linklist.h

#pragma once
#pragma once
#include <stdio.h>

typedef void LinkList;
//定义包含指针next的结构体
typedef struct _tag_LinkListNode LinkListNode;
typedef struct _tag_LinkListNode
{
	LinkListNode*  next;
};


/*
该方法用于创建并且返回一个空的线性表
*/
LinkList* LinkList_Create();

/*
该方法用于销毁一个线性表LinkList
*/
void LinkList_Destory(LinkList* list);

/*
该方法用于将一个线性表LinkList中的所有元素清空
使得线性表回到创建时的初始状态
*/
void LinkList_Clear(LinkList* list);

/*
该方法用于返回一个线性表LinkList中的所有元素个数
*/
int LinkList_Length(LinkList* list);

int LinkList_Capacity(LinkList* list);

/*
该方法用于向一个线性表LinkList的pos位置处插入新元素node
返回值为1表示插入成功，0表示插入失败
*/
int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos);

/*
该方法用于获取一个线性表LinkList的pos位置处的元素
返回值为pos位置处的元素，NULL表示获取失败
*/
LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos);

/*
该方法用于删除一个线性表LinkList的pos位置处的元素
返回值为被删除的元素，NULL表示删除失败
*/
LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos);

main.c

#include "LinkList.h"

//普通节点的结构体
struct Value
{
	LinkListNode* header; //指针域
	int v;//数据域
};
int main() {
	int i = 0;
	LinkList* list = LinkList_Create();

	struct Value v1;
	struct Value v2;
	struct Value v3;
	struct Value v4;
	struct Value v5;

	v1.v = 1;
	v2.v = 2;
	v3.v = 3;
	v4.v = 4;
	v5.v = 5;

	//头插法
	LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v1, 0);
	LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v2, 0);
	LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v3, 0);
	LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v4, 0);
	LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v5, 0);

	for (i = 0; i < LinkList_Length(list); i++)
	{
	  	struct Value* pv = LinkList_Get(list, i);
		printf("%d\n", pv->v);
	}

	while (LinkList_Length(list) >0)
	{
		struct Value* pv = LinkList_Delete(list, LinkList_Length(list) - 1);
		printf("%d\n", pv->v);
	}

	LinkList_Destory(list);

	return 0;
}

运行结果：

尾插法

小结：单链表的优点和缺点

末尾问题：

这也是我想问的！

单链表：在选择表头结点和无表头结点的实现方式时，应根据具体的应用场景和需求来考虑。一般而言，表头结点方式更为常见和直观，更容易管理和操作链表，但无表头结点的实现方式可能更加节省一些空间。