数据结构——单链表上基本操作的实现

发布时间:2024年01月20日

1.按位序插入(带头结点)

==ListInsert(&L, i, e): ==在表L中的第i个位置上插入指定元素e = 找到第i-1个结点(前驱结点),将新结点插入其后;其中头结点可以看作第0个结点,故i=1时也适用。

typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next;

}LNode, *LinkList;

//在第i个位置插入元素e带头结点

bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e){

//判断i的合法性, i是位序号(1开始) if(i<1)

LNode *p; int j=0;

p = L;

//循环找到第i-1个结点

while(p!=NULL && j<i-1){ p = p->next;

j++;

}

if (p==NULL)

return false;

//在第i-1个结点后插入新结点

LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //申请一个结点s->data = e;

s->next = p->next;

p->next = s;?????????????????? //将结点s连到p,后两步千万不能颠倒qwq

return true;

}

平均时间复杂度:O(n)

2.按位序插入(不带头结点)

==ListInsert(&L, i, e): ==在表L中的第i个位置上插入指定元素e = 找到第i-1个结点(前驱结点),将新结点插入其后; 因为不带头结点,所以不存在0结点,因此!i=1 时,需要特殊处理——插入(删除)1个元素时,需要更改头指针L;

typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next;

}LNode, *LinkList;

bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e){

if(i<1)

return false;

//插入到第1个位置时的操作有所不同! if(i==1){

LNode *s = (LNode *)malloc(size of(LNode)); s->data =e;

s->next =L;

L=s;?????????? //头指针指向新结点return true;

}

//i>1的情况与带头结点一样!唯一区别是j的初始值为1 LNode *p;? //指针p指向当前扫描到的结点int j=1;??? //当前p指向的是第几个结点

p = L;?????????? //L指向头结点,头结点是第0个结点(不存数据)

//循环找到第i-1个结点

while(p!=NULL && j<i-1){ p = p->next;

j++;

}

if (p==NULL)

return false;

//在第i-1个结点后插入新结点

LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //申请一个结点s->data = e;

s->next = p->next;

p->next = s; return true;

}

3.指定结点的后插操作:

==InsertNextNode(LNode *p, ElemType e):== 给定一个结点p,在其之后插入元素e; 根据单链表的链接指针只能往后查找,故给定一个结点p,那么p之后的结点我们都可知,但是p结点之前的结点无法得 ;

typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next;

}LNode, *LinkList;

bool InsertNextNode(LNode *p, ElemType e){ if(p==NULL){

return false;

}

LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode));

//某些情况下分配失败,比如内存不足if(s==NULL)

return false; s->data = e;

s->next = p->next;

p->next = s;

return true;}

//有了后插操作,那么在第i个位置上插入指定元素e的代码可以改成:

bool ListInsert(LinkList &L, int i, ElemType e){ if(i<1)

return False;

LNode *p;

int j=0;

p = L;

//循环找到第i-1个结点

while(p!=NULL && j<i-1){ p = p->next;

j++;

}

return InsertNextNode(p, e)

}

4.指定结点的前插操作

思想:设待插入结点是s,将s插入到p的前面。我们仍然可以将s插入到*p的后面。然后将p->datas-

>data交换,这样既能满足了逻辑关系,又能是的时间复杂度为O(1)

//前插操作:在p结点之前插入元素e

bool InsertPriorNode(LNode *p, ElenType e){ if(p==NULL)

return false;

LNode *s = (LNode *)malloc(sizeof(LNode)); if(s==NULL) //内存分配失败

return false;

//重点

s->next = p->next;

p->next = s; //新结点s连到p之后s->data = p->data; //p中元素复制到s p->data = e; //p中元素覆盖为e

return true

}? //时间复杂度为O(1)

5.按位序删除节点(带头结点)

==ListDelete(&L, i, &e):== 删除操作,删除表L中第i个位置的元素,并用e返回删除元素的值;头结点视为

0结点;

思路:找到第i-1个结点,将其指针指向第i+1个结点,并释放第i个结点;

typedef struct LNode{

ElemType data;

struct LNode *next;

}LNode, *LinkList;

bool ListDelete(LinkList &L, int i, ElenType &e){

if(i<1)

return false;

LNode *p;

int j=0; p = L;

//循环找到第i-1个结点

while(p!=NULL && j<i-1){ p = p->next;

j++;

}

if(p==NULL)

return false;

if(p->next == NULL) //i-1个结点之后已无其他结点

return false;

LNode *q = p->next; e = q->data;

p->next = q->next;

free(q)

return true;

}

时间复杂度分析:

最坏,平均时间复杂度:O(n)

最好时间复杂度:删除第一个结点 O(1)

6.指定结点的删除

bool DeleteNode(LNode *p){ if(p==NULL)

return false;

LNode *q = p->next;?????? //q指向*p的后继结点

p->data = p->next->data; //p和后继结点交换数据域p->next = q->next;?? //*q结点从链中断开” free(q);

return true;

} //时间复杂度 = O(1)

心得体会

1. 链表的动态性质:链表结构可以在运行时动态地插入和删除节点,这是它与数组最大的不同之处。链表不需要预分配固定的存储空间,可以根据需要动态分配。

2. 头结点的便捷性:使用头结点可以简化插入和删除操作,因为无论在链表的任何位置进行这些操作,都有一个统一的节点来参考,即头结点。

3. 指针的重要性:链表的操作很大程度上依赖于指针,正确地移动和更新指针是确保链表结构正确性和稳定性的关键。

4. 复杂度的理解:虽然链表允许O(1)时间复杂度的元素插入和删除(在某些条件下),但按位序操作通常需要O(n)的时间复杂度,因为可能需要遍历整个链表以找到正确的位置。

5. 内存管理:在C中使用链表时,必须小心处理内存的分配和释放。每次创建新节点时,都需要使用`malloc`分配内存,并在删除节点时使用`free`释放内存,以避免内存泄漏。

6. 边界条件的处理:在链表的操作中,需要特别注意边界条件,例如插入或删除第一个元素时,可能需要特殊处理,比如更新头指针。

7. 错误处理:适当的错误处理是链表操作中不可忽视的部分。例如,当内存分配失败时,需要返回错误信息,并避免程序崩溃。

8. 算法优化:有时候,通过一些巧妙的方法可以优化链表的操作,比如前插操作可以通过交换数据来避免复杂的节点断开和连接,这样可以减少一些不必要的指针操作。

文章来源:https://blog.csdn.net/xixixi7777/article/details/135718610
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