线性表的链式存储

1. 基本概念

• 链式存储定义 
  　　为了表示每个数据元素与其直接后继元素之间的逻辑关系，每个元素除了存储本身的信息外，还需要存储指示其直接后继的信息。 
  　　 
  　　
  　　

• 表头结点 
  　　链表中的第一个结点，包含指向第一个数据元素的指针以及链表自身的一些信息

• 数据结点 
  　　链表中代表数据元素的结点，包含指向下一个数据元素的指针和数据元素的信息
• 尾结点 
  　　链表中的最后一个数据结点，其下一元素指针为空，表示无后继。

2.设计与实现

• 在C语言中可以用结构体来定义链表中的指针域–数据节点/业务节点

• 链表中的表头结点也可以用结构体实现–表头结点 
  

• 插入操作

• 获取

带头结点、位置从0的单链表返回链表中第3个位置处元素的值

LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos){     int  i = 0;    TLinkList *tList = (TLinkList *)list;    LinkListNode *current = NULL;    LinkListNode *ret = NULL;    if (list==NULL ||pos<0 || pos>=tList->length)    {        return NULL;    }    current = (LinkListNode *)tList;    for (i=0; i<pos; i++)    {        current = current->next;    }    ret = current->next;    return ret ;}
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—返回第三个位置的

移动pos次以后，当前指针指向哪里？

答案：指向位置2，所以需要返回 ret = current->next;

备注：

循环遍历时， 遍历第1次，指向位置0 
遍历第2次，指向位置1 
遍历第3次，指向位置2 
遍历第n次，指向位置n-1; 
所以如果想返回位置n的元素的值，需要怎么做 
ret = current->next; 
此问题是：指向头结点的指针移动n次指向第n-1个元素。

• 删除 
  

3.实现代码

• 头文件

#ifndef _MYLINKLIST_H_#define _MYLINKLIST_H_#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <memory.h>typedef void LinkList;//数据类型的封装/*线性表（链表）节点的数据结构--只含指向自身类型的指针（域）*/typedef struct _tag_LinkListNode{    struct _tag_LinkListNode* next;}LinkListNode;LinkList* LinkList_Create();void LinkList_Destroy(LinkList* list);void LinkList_Clear(LinkList* list);int LinkList_Length(LinkList* list);int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos);LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos);LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos);#endif
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• 实现文件

#include "TLinkList.h"/*线性表链式存储的表头数据结构*/typedef struct _tag_LinkList{    LinkListNode  head;//表头节点（里面的指针域指向链表第一个节点）    int length;//节点个数}TLinkList;//链表的抽象数据类型/*链表创建*/LinkList* LinkList_Create(){    TLinkList * tmp = NULL;    tmp = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList));//为表头分配内存    if (NULL == tmp)//检查分配结果    {        printf("malloc error!\n");        return NULL;    }    /*表头数据成员初始化*/    memset(tmp, 0, sizeof(TLinkList));    /*返回表头地址*/    return tmp;}/*链表销毁*/void LinkList_Destroy(LinkList* list){    if (list != NULL)//合法性检测    {        free(list);//释放内存        list = NULL;//避免野指针    }    else    {        printf("list is error!\n");    }    return ;}/*清空链表*/void LinkList_Clear(LinkList* list){    TLinkList * tmp = NULL;    if (list == NULL)    {        printf("list is error!\n");        return;    }    tmp = (TLinkList*)list;    /*将长度置零*/    tmp->length = 0;    /*将指向第一个节点的指针置零*/    tmp->head.next= NULL;    return ;}/*获取链表中节点个数*/int LinkList_Length(LinkList* list){    TLinkList * tmp = NULL;    if (list == NULL)    {        printf("list is error!\n");        return -1;    }    tmp = (TLinkList*)list;    return tmp->length;}/*插入节点*/int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos){    TLinkList * tmp = NULL;//指向链表表头    LinkListNode * current = NULL;//辅助指针变量    int i = 0;//循环用变量    /*合法性检测*/    if (list == NULL || node == NULL || pos < 0)    {        printf("argv is error!\n");        return -2;    }    tmp = (TLinkList*)list;    /*容错纠正*/    if (pos >= tmp->length)    {        pos = tmp->length;    }    /*将辅助指针变量指向表头节点*/    current = &(tmp->head);    /*辅助指针变量往后跳到指向要插入位置的前一个节点*/    for (i = 0; i < pos && current->next != NULL; i++)    {        current = current->next;    }    /*新节点的指针域指向后一个节点*/    node->next = current->next;    /*前一个节点的指针域指向新节点*/    current->next = node;    /*修改长度*/    tmp->length++;    return 0;}/*获取指定位置的元素*/LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos){    TLinkList * tmp = NULL;    LinkListNode * current = NULL;    int i = 0;    if (list == NULL ||  pos < 0)    {        printf("argv is error!\n");        return NULL;    }    tmp = (TLinkList*)list;    if (pos >= tmp->length)    {        pos = tmp->length;    }    current = &(tmp->head);    for (i = 0; i < pos && current->next != NULL; i++)    {        current = current->next;    }    /*返回相应位置的业务节点的地址*/    return current->next;}/*删除指定位置的节点*/LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos){    TLinkList * tmp = NULL;    LinkListNode * current = NULL;    LinkListNode * del_res = NULL;//第二个辅助指针变量，用于保存要删除的节点    int i = 0;    /*合法性检测*/    if (list == NULL || pos < 0)    {        printf("argv is error!\n");        return NULL;    }    tmp = (TLinkList*)list;    /*容错性纠正*/    if (pos >= tmp->length)    {        pos = tmp->length;    }    /*辅助指针变量指向表头结点*/    current = &(tmp->head);    /*辅助指针变量往后跳到指定位置的前一个位置*/    for (i = 0; i < pos && current->next != NULL; i++)    {        current = current->next;    }    /*保存要删除的节点以便上层应用回收内存*/    del_res = current->next;    /*将前一个位置的指针域指向指定位置的后一个节点*/    current->next = del_res->next;    /*修改长度*/    tmp->length--;    /*返回被删除的节点的地址*/    return del_res;}
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• 测试文件

#include "TLinkList.h"typedef struct Teacher{    LinkListNode node;    char name[64];    int age;}Teacher;int main(){    Teacher     t1, t2, t3;    int         length, i = 0;    LinkList        *list = NULL;    t1.age = 31;    t2.age = 32;    t3.age = 33;    list = LinkList_Create();    length = LinkList_Length(list);    //业务节点是teacher和算法分类的。。。。思想    LinkList_Insert(list, (LinkListNode *)&t1, LinkList_Length(list));    LinkList_Insert(list, (LinkListNode *)&t2, LinkList_Length(list));    LinkList_Insert(list, (LinkListNode *)&t3, LinkList_Length(list));    //遍历链表     for (i = 0; i<LinkList_Length(list); i++)    {        Teacher *tmp = (Teacher *)LinkList_Get(list, i);        if (tmp != NULL)        {            printf("age:%d ", tmp->age);        }    }    while (LinkList_Length(list) > 0)    {        Teacher *tmp = (Teacher *)LinkList_Delete(list, 0);        if (tmp != NULL)        {            printf("age:%d ", tmp->age);        }    }    LinkList_Destroy(list);    system("pause");    return 0;}
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4.优缺点

• 优点： 
  

• 无需一次性定制链表的容量
• 插入和删除操作无需移动数据元素

• 缺点： 
  

• 数据元素必须保存后继元素的位置信息
• 获取指定数据的元素操作需要顺序访问之前的元素