資料結構入門-離散儲存(連結串列)
阿新 • • 發佈：2019-12-03
一、預備知識：typedef
基本使用
#include <stdio.h> typedef int AAA; // 為int再重新取一個名字，AAA就等於int typedef struct Student { int sid; char name[100]; char sex; }ST; int main(void) { int i = 10; // 等價於 AAA = 10; struct Student st; // 等價於 ST st; struct Student * ps = &st; // 等價於 ST * ps = &st; ST st2; st2.sid = 10; printf("%d \n", st2.sid); return 0; }
也可以這樣使用，這樣更加的方便
#include <stdio.h>
typedef struct Student
{
int sid;
char name[100];
char sex;
}* PST; // PST等價於 typedef struct *
int main(void)
{
struct Student st;
PST ps = &st;
ps->sid = 99;
printf("%d\n", ps->sid);
return 0;
}還可以把上面的兩個結合起來
#include <stdio.h> typedef struct Student { int sid; char name[100]; char sex; }* PST , STU; // PST等價於 typedef struct * , STU代表了typedef struct int main(void) { STU st; // 等價於struct Student st PST ps = &st; ps->sid = 99; printf("%d\n", ps->sid); return 0; }
二、離散儲存(連結串列)
定義：n個節點離散分配，彼此通過指標相連，每一個節點只有一個前驅節點和一個後續節點，首節點沒有前驅節點，尾節點沒有後續節點
專業術語：
- 首節點：第一個有效節點
- 尾節點：最後一個有效節點
- 頭節點：首節點前面
- 頭指標：指向頭節點的指標變數
- 尾指標：指向尾節點的指標變數
注意：頭節點的資料型別和首節點型別一樣，頭節點裡面沒有存放有效資料，沒有實際含義，為了方便對連結串列的操作
如果通過希望一個函式來對連結串列進行處理，我們至少需要接收連結串列的那些引數
只需要一個引數：頭指標
因為我們可以通過頭指標推算出連結串列的其他所有引數
每一個連結串列節點的資料型別如何表示
#include <stdio.h>
typedef struct Node
{
int data; // 資料域
struct Node * pNext; // 指標域 指向了和它本身型別一樣的另外一個節點
}NODE , *PNODE;
// NODE 等價於struct Node
// PNODE 等價於struct Node *
int main(void)
{
return 0;
}分類：
- 單鏈表
- 雙鏈表：每一個節點有兩個指標域
- 迴圈連結串列：能通任何一個節點找到其他所有的節點
- 非迴圈連結串列
演算法：
- 遍歷
- 查詢
- 清空
- 銷燬
- 求長度
- 排序
- 刪除節點
- 插入節點
演算法
狹義的演算法是與資料的儲存方式密切相關
廣義的演算法與資料的儲存方式無關
泛型
利用某種技術達到的效果就是：不同的儲存方式，執行的操作是一樣的
多敲程式碼，熟練的掌握，並進行改進
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
typedef struct Node
{
int data;
struct Node * pNext;
}NODE , *PNODE; // NODE等價於struct Node ， PNODE等價於struct Node *
PNODE create_list(void);
void traverse_list(PNODE pHead);
bool is_empty(PNODE pHead);
int length_list(PNODE pHead);
bool insert_list(PNODE , int ,int); // 第二個是插入位置，第三個是插入的值
bool delete(PNODE , int, int*); // 第二個是刪除的位置，第三個是所刪除位置的值
void sort_list(PNODE pHead);
int main(void)
{
PNODE pHead = NULL; // 等價於struct Node * pHead = NULL;
pHead = create_list(); // 建立一個非迴圈單鏈表，並將該連結串列的頭節點地址付給pHead
// if(is_empty(pHead))
// printf("連結串列為空\n");
// else
// printf("連結串列不為空\n");
// printf("連結串列的長度為%d\n", length_list(pHead) );
// sort_list(pHead);
insert_list(pHead , 4, 99);
int val;
if(delete(pHead, 1 , &val))
{
printf("刪除成功，你刪除的是%d\n", val);
}
else
{
printf("刪除失敗\n");
}
traverse_list(pHead);
return 0;
}
// 構建一個連結串列，並把頭節點地址值返回
PNODE create_list(void)
{
int len;
int i;
int val; // 用來臨時存放使用者輸入的節點的值
// 分配了一個不存放資料的頭結點
PNODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if (pHead == NULL)
{
printf("分配失敗，程式終止！\n");
exit(-1);
}
// pTail始終執行的都是尾結點
PNODE pTail = pHead;
pTail->pNext = NULL;
printf("請輸入你需要生成的連結串列節點的個數：\n");
scanf("%d" , &len);
for (i = 0; i < len; ++i)
{
printf("請輸入第%d個節點的值:", i+1);
scanf("%d" , &val);
PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if (pNew == NULL)
{
printf("分配失敗，程式終止！\n");
exit(-1);
}
pNew->data = val;
pTail->pNext = pNew;
pNew->pNext = NULL;
pTail = pNew;
}
return pHead;
}
// 進行遍歷
void traverse_list(PNODE pHead)
{
// 自定義一個指標用於遍歷
PNODE p = pHead->pNext;
while(p != NULL){
printf("%d ",p->data );
p = p->pNext;
}
return;
}
// 判斷連結串列是否為空
bool is_empty(PNODE pHead)
{
if (pHead->pNext == NULL)
return true;
else
return false;
}
// 連結串列的長度
int length_list(PNODE pHead)
{
// 自定義一個指標用於計算連結串列的長度
PNODE p = pHead->pNext;
int len = 0;
while(NULL != p)
{
++len;
p = p->pNext;
}
return len;
}
// 進行排序
void sort_list(PNODE pHead)
{
// 這裡和陣列的排序差不多，思想是一樣的
int i , j , t;
PNODE p , q;
int len = length_list(pHead);
for (i = 0 , p = pHead->pNext; i < len -1; ++i , p = p->pNext)
{
for (j = i+1 , q = p->pNext; j < len; ++j , q = q->pNext)
{
if (p->data > q->data)
{
t = p->data;
p->data = q->data;
q->data = t;
}
}
}
return;
}
// 插入操作
// 在pHead所指向連結串列的第pos個節點的前面插入一個新的結點，該結點的值是val，pos從1開始
bool insert_list(PNODE pHead, int pos , int val)
{
int i = 0;
PNODE p = pHead;
while(NULL != p && i < pos-1)
{
p = p->pNext;
++i;
}
if (i > pos-1 || NULL == p)
return false;
PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if (NULL == pNew)
{
printf("動態分配記憶體失敗\n");
exit(-1);
}
pNew->data = val;
PNODE q = p->pNext;
p->pNext = pNew;
pNew->pNext = q;
return true;
}
// 刪除操作
bool delete(PNODE pHead , int pos, int * pval)
{
int i = 0;
PNODE p = pHead;
while(NULL != p->pNext && i < pos-1)
{
p = p->pNext;
++i;
}
if (i > pos-1 || NULL == p->pNext)
return false;
PNODE q = p->pNext;
*pval = q->data;
// 刪除p結點後面的結點
p->pNext = p->pNext->pNext;
free(q);
q = NULL;
return true;
}