线性表的链式存储

引言

上一篇博客说到，线性表的顺序存储对于插入删除一个元素需要大量移动元素，那么对于插入删除频繁的线性表，我们就要考虑换另一种存储结构，尽量使得插入删除的时间复杂度为O(1)。

一、单链表

相较于顺序存储用连续的存储单元存储，单链表采用链式存储结构，用一组地址任意的存储单元存储数据元素。

特点：

（1）存储单元可以是不连续的，即逻辑结构与物理结构可以不相同；

（2）元素用结点存储，每个结点由元素值和下一个元素的地址构成；

（3）单链表是由每个结点的指针域按照逻辑次序相互连接而成的。

图示：

优缺点：

（1）优点：插入删除的时间复杂度可达到O(1)

（2）缺点：增加了指针域，空间开销大，不能随机读取。

二、代码实现

List.h

#pragma once#define ElemType int/*线性表的链式存储结构*/typedef struct Node{ElemType data; //数据域struct Node *next;//指针域}Node,*List;/*线性表的操作*/Node* buyNode();//创建一个节点bool initSize(List &L);//初始化线性表bool insert_head(List &L, ElemType val);//头插法bool insert_tail(List &L, ElemType val);//尾插法bool deleteList(List &L, ElemType val);//删除元素Node* searchElem(List &L, ElemType val);//查找元素int GetLength(List &L);//获取线性表的长度bool displayList(List &L);//输出线性表的元素void ClearList(List &L);//清除线性表void Destroy(List &L);//摧毁线性表

List.cpp

#include <iostream>#include "SqList.h"using namespace std;Node* buyNode()//创建一个结点{Node *p = (Node*)malloc(sizeof(Node));if (NULL == p) return NULL;//创建结点失败p->next = NULL;return p;}bool initSize(List &L)//初始化线性表{if ((L = buyNode()) == NULL)return false;return true;}bool insert_head(List &L, ElemType val)//头插法{if (NULL == L) return false;Node *p = buyNode();//创建结点p->data = val;p->next = L->next;//节点的指针域指向头结点的后继结点L->next = p;//头结点指向当前结点return true;}bool insert_tail(List &L, ElemType val)//尾插法{if (NULL == L) return false;Node *p = buyNode();//创建结点p->data = val;Node *q = L;for (; q->next != NULL; q = q->next){}//循环找到最后一个结点q->next = p;//最后一个结点指向当前结点return true;}bool deleteList(List &L, ElemType val)//删除元素{if (NULL == L) return false;Node *pre = L;//保留前一个结点Node *p = pre->next;//当前结点while (p != NULL){if (p->data == val)//匹配成功{pre->next = p->next;//前一个结点指向当前结点后继指针free(p);//释放当前结点return true;}pre = p;//始终为p的前一个结点p = p->next;}return false;}Node* searchElem(List &L, ElemType val)//查找元素{if (NULL == L) return false;Node *p = L->next;while (p != NULL){if (p->data == val)//val等于数据域return p;p = p->next;}return NULL;}int GetLength(List &L)//获取线性表的长度{if (NULL == L) return -1;int length = 0;Node *p = L->next;while (p != NULL){length++;p = p->next;}return length;}bool displayList(List &L)//输出线性表的元素{if (NULL == L) return false;Node *p = L->next;while (p != NULL){cout << p->data << " ";p = p->next;}cout << endl;return true;}void ClearList(List &L)//清除线性表{Destroy(L);}void Destroy(List &L)//摧毁线性表{Node *p = L->next;Node *q;L->next = NULL;while (p != NULL){q = p->next;//q保存p后继指针free(p);//释放节点pp = q;//结点p指向q}}

main.cpp

#include <iostream>#include "SqList.h"using namespace std;int main(){List List;initSize(List);for (int i = 0; i < 10; ++i){insert_head(List, i);}/*for (int i = 0; i < 10; ++i){insert_tail(List, i, i);}*/displayList(List);deleteList(List, 5);displayList(List);if (searchElem(List, 6))cout << "elem 6 is found" << endl;cout << "List length is " << GetLength(List) << endl;Destroy(List);return 0;}

运行结果