本文章依据学校的实验作业完成
目录
前言
一、链表是什么？
1.概念
2.链表的分类
二、单链表的创建，插入，删除以及查找
1.单链表的存储结构
2.单链表的创建
3.单链表的插入
4.单链表的删除
5.单链表的查找
6.主函数
7.完整代码
8.编译结果
三、总结
前言
链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，由一系列结点组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。
一、链表是什么？
1.概念
链表是一种物理存储结构上非连续存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的引用链接次序实现的。
逻辑上连续是我们想象的连续，并不是真正的连续。
2.链表的分类
单向双向，带头结点不带头结点，循环非循环，组合起来共有8种
二、单链表的创建，插入，删除以及查找
1.单链表的存储结构
typedef int ElemType;//便于后期的修改 //定义结点类型 typedef struct Node { ElemType data; //单链表中的数据域 struct Node *next; //单链表的指针域 }Node,*LinkedList;
2.单链表的创建
//单链表的建立（头插法）LinkedList ListCreatH() { Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请头结点空间 L->next = NULL; //初始化一个空链表 int i=0; ElemType x; //x为链表数据域中的数据 while(i<10) { Node *p; p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新的结点 scanf("%d",&x); p->data = x; //结点数据域赋值 p->next = L->next; //将结点插入到表头L-->|2|-->|1|-->NULL L->next = p; i++; } return L; } //单链表的建立（尾插法）(注：比较常用) LinkedList ListCreatT() { Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请头结点空间 L->next = NULL; //初始化一个空链表 Node *r; r = L; //r始终指向终端结点，开始时指向头结点 int i=0 ; //x为链表数据域中的数据 for(i=0;i<10;i++){ Node *p; p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新的结点 scanf("%d",&p->data); r->next = p; //将结点插入到表头L-->|1|-->|2|-->NULL r = p; //将r结点移动到最后一个节点 } r->next = NULL; //让r结点的指针域置空(链表创建完成) return L; }3.单链表的插入
//单链表的插入，在链表的第i个位置插入x的元素/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*//*在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1*/LinkedList ListInsert(LinkedList L,int i,ElemType x) { LinkedList pre; //pre为前驱结点 pre = L; int tempi = 0; for (tempi = 1; tempi < i; tempi++) { pre = pre->next; //查找第i个位置的前驱结点 } Node *p; //插入的结点为p p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); p->data = x; //主要代码 p->next = pre->next; //主要代码 pre->next = p; return L; } 4.单链表的删除
//单链表的删除，在链表中删除第i个数据元素/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*//*操作结果：删除L的第i个数据元素，L的长度减1*/ LinkedList ListDelete(LinkedList L,int i){ LinkedList p,q; int j=2; p = L->next; while(p->next&&j<i) { //查找第i个位置 p=p->next;++j; } if(!(p->next)||j>i)//第i个元素不存在printf("第i个元素不存在\n"); q=p->next;p->next=q->next;//将q的后继赋值给p的后继 free(q); //释放q结点 return L;} 5.单链表的查找
//单链表的查找/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*//*操作结果：用e打印中第i个数据元素的值*/ void GetElem(LinkedList L) { int i,j=1;//j为计数器 int *e; LinkedList p;//声明一结点p printf("请输入查找的位置:"); scanf("%d",&i); p=L->next;//让p指向链表L的第一个结点 while(p&&j<i) //p不为空且到达i结点 { p=p->next;//让p指向下一个结点 ++j; } if(!p||j>i) //链表p为空否则链表长度过短 printf("第i个元素不存在");//第i个元素不存在 *e=p->data;//取第i个元素的数据 printf("%d\n",*e); }6.主函数
int main() { LinkedList list,start; printf("请输入单链表的数据：\n"); list = ListCreatT(); printf("成功创建链表：\n"); for(start = list->next; start != NULL; start = start->next) { printf("%d ",start->data);} printf("\n"); menu(); int i,option; ElemType x; do{printf("请输入选项：");scanf("%d",&option);switch(option){ case 1:{ printf("请输入插入数据的位置：");scanf("%d",&i);printf("请输入插入数据的值：");scanf("%d",&x);ListInsert(list,i,x);printf("插入后的链表为：");//打印链表 for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);}printf("\n"); break;}case 2:{int i; printf("请输入删除的位置\n");scanf("%d",&i);ListDelete(list,i);printf("删除后的链表为：");//打印链表for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);}printf("\n");break;}case 3:GetElem(list);break;case 0:break;default:printf("输出错误！\n");break; } }while(option>0); return 0;}7.完整代码
#include <stdio.h>#include <stdlib.h> typedef int ElemType;//便于后期的修改 //定义结点类型 typedef struct Node { ElemType data; //单链表中的数据域 struct Node *next; //单链表的指针域 }Node,*LinkedList; //建立菜单 void menu() { printf("*****1.单链表的插入*****\n"); printf("*****2.单链表的删除*****\n"); printf("*****3.单链表的查找*****\n"); printf("*****0. 退出 *****\n"); } //单链表的初始化 LinkedList LinkListInit() { Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请结点空间 if(L == NULL) //判断是否有足够的内存空间{ printf("申请内存空间失败\n"); } L->next = NULL; //将next设置为NULL,初始长度为0的单链表 return L;} //单链表的建立（头插法） LinkedList ListCreatH() { Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请头结点空间 L->next = NULL; //初始化一个空链表 int i=0; ElemType x; //x为链表数据域中的数据 while(i<10) { Node *p; p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新的结点 scanf("%d",&x); p->data = x; //结点数据域赋值 p->next = L->next; //将结点插入到表头L-->|2|-->|1|-->NULL L->next = p; i++; } return L; } //单链表的建立（尾插法） LinkedList ListCreatT() { Node *L; L = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请头结点空间 L->next = NULL; //初始化一个空链表 Node *r; r = L; //r始终指向终端结点，开始时指向头结点 int i=0 ; //x为链表数据域中的数据 for(i=0;i<10;i++){ Node *p; p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); //申请新的结点 scanf("%d",&p->data); r->next = p; //将结点插入到表头L-->|1|-->|2|-->NULL r = p; //将r结点移动到最后一个节点 } r->next = NULL; //让r结点的指针域置空 return L; } //单链表的插入，在链表的第i个位置插入x的元素/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*//*在L中第i个位置之前插入新的数据元素e，L的长度加1*/LinkedList ListInsert(LinkedList L,int i,ElemType x) { LinkedList pre; //pre为前驱结点 pre = L; int tempi = 0; for (tempi = 1; tempi < i; tempi++) { pre = pre->next; //查找第i个位置的前驱结点 } Node *p; //插入的结点为p p = (Node *)malloc(sizeof(Node)); p->data = x; p->next = pre->next; pre->next = p; return L; } //单链表的删除，在链表中删除第i个数据元素/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*//*操作结果：删除L的第i个数据元素，L的长度减1*/ LinkedList ListDelete(LinkedList L,int i){ LinkedList p,q; int j=2; p = L->next; while(p->next&&j<i) { //查找第i个位置 p=p->next;++j; } if(!(p->next)||j>i)//第i个元素不存在printf("第i个元素不存在\n"); q=p->next;p->next=q->next;//将q的后继赋值给p的后继 free(q); return L;} //单链表的查找/*初始条件：单链表L已存在，1<=i<=ListLength(L)*//*操作结果：用e打印中第i个数据元素的值*/ void GetElem(LinkedList L) { int i,j=1;//j为计数器 int *e; LinkedList p;//声明一结点p printf("请输入查找的位置:"); scanf("%d",&i); p=L->next;//让p指向链表L的第一个结点 while(p&&j<i) { p=p->next;//让p指向下一个结点 ++j; } if(!p||j>i) printf("第i个元素不存在");//第i个元素不存在 *e=p->data;//取第i个元素的数据 printf("%d\n",*e); } int main() { LinkedList list,start; printf("请输入单链表的数据：\n"); list = ListCreatT(); printf("成功创建链表：\n"); for(start = list->next; start != NULL; start = start->next) { printf("%d ",start->data);} printf("\n"); menu(); int i,option; ElemType x; do{printf("请输入选项：");scanf("%d",&option);switch(option){ case 1:{ printf("请输入插入数据的位置：");scanf("%d",&i);printf("请输入插入数据的值：");scanf("%d",&x);ListInsert(list,i,x);printf("插入后的链表为：");//打印链表 for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);}printf("\n"); break;}case 2:{int i; printf("请输入删除的位置\n");scanf("%d",&i);ListDelete(list,i);printf("删除后的链表为：");//打印链表for(start = list->next; start != NULL; start = start->next){printf("%d ",start->data);}printf("\n");break;}case 3:GetElem(list);break;case 0:break;default:printf("输出错误！\n");break; } }while(option>0); return 0;}8.编译结果
三、总结
常考的知识点：链表的插入，删除的关键语句、在头部插入，中间插入，尾部插入的时间复杂度，以及单链表和顺序表的区别
在链表尾部添加（addLast()）需要从头遍历，时间复杂度为O(n)
在链表头部添加（addFirst()），时间复杂度为O(1)
在链表任意位置添加(add(int index,E e))，平均情况下为O(n/2)=O(n)
单链表和顺序表的区别：
顺序表的优点：
元素可以随机存储节省存储空间元素位置可用一个简单、直观的公式表示并在常量时间内访问顺序表的缺点：
在作插入或删除操作时，需要移动大量元素单链表的优点：
链表是线性表的链式存储表示链表中逻辑关系相邻的元素不一定在存储位置上相连，用一个链(指针)表示元素之间的邻接关系即：链表中结点的逻辑顺序和物理顺序不一定相同在插入和删除时，不需要大量移动数据元素，只需找到结点，对该结点做删除和插入的工作即可单链表的缺点：
在访问第i个位置的元素时，需要遍历链表，不能想顺序表一样直接找到第i个位置。