第二章链表.ppt

1、1,特点：1）用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。以“结点的序列”表示线性表。,2.3链表线性表的链式存储结构 用链式存储结构存储的线性表,用结点表示数据元素 元素+指针=结点数据域：元素本身信息指针域：指示直接后继（直接前驱）的存储位置，通过指针体现数据之间的次序关系。,2,2.3.1单链表,1、单链表定义,图2.4 单链表的结点结构,数据域,指针域,定义：结点中只含一个指针域的链表称作单链表。,例如：已知线性表（A,B,C,D,E,F,G,H）的单链表存储结构如图2.5所示，它的逻辑状态可以用图2.6描述。,3,图2.5 单链表的示例图,图2.6 单链表的逻辑状态,4,以线性表

2、中第一个数据元素 的存储地址作为线性表的地址，称作线性表的头指针。,头结点,头指针,头指针,有时为了操作方便，在第一个结点之前虚加一个“头结点”，以指向头结点的指针为链表的头指针。,空指针,线性表为空表时，头结点的指针域为空,5,头结点：在单链表第一个结点前附设一个结点叫,头结点,图2.7带头结点的单链表示意图,头指针：指向链表中第一个结点的指针。头结点：在链表的首元结点之前附设的一个结点。头结点的数据域空闲或者存放附加信息（例如表长）。,整个链表通过头指针唯一标识。数据元素的存取需从头指针开始进行，依次顺着每个结点的指针域找到线性表的各个元素。因此链表是非随机存取的存储结构，只能实现元素顺序

3、存取。,特点 2）链表是一种顺序存取的结构,6,单链表的类型定义：,typedef int ElemType;typedef struct node/*结点类型定义*/ElemType data；struct node*next；slink；,图2.8 单链表的结点结构,数据域,指针域,7,(一)相关知识（a）指针的概念,19EB,3,i_pointer,i,地址（i的指针）,指针变量,19EB,*i_pointer,2.单链表上的基本运算,8,（b）指针变量的定义 int i;int*i_pointer;i_pointer=,若：i=3;则：*i_pointer=3;,int i;int*i

4、_pointer;*i_pointer=,若：i=3;则：*i_pointer=3;,*i_pointer相当于*(*i_pointer),9,（c）动态存储和释放空间的函数,单链表中的每一个结点都是动态建立的，在增加结点之前要为结点分配存储空间，删除接点之后要释放存储空间。,10,求字节函数 sizeof(类型名);,求字节运算符,malloc(sizeof(NODE);,typedef char elemtype;typedef struct node elemtype data;struct node*next;NODE;,11,强制类型转换 malloc()函数返回的是指向字符型数据的

5、指针。,typedef char elemtype;typedef struct node elemtype data;struct node*next;NODE;,NODE*p;p=malloc(sizeof(NODE);,p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE);,12,（d）运算函数和操作,p=(NODE*)malloc(sizeof(NODE),申请一个结点空间,p存放此空间的地址,Free(p),释放p指向结点的空间,P=q,P指向 q所指空间,P=q-next,p=p-next,13,(*p).next=p-next 当指针p指向一个结构体变量时：,*p,数据域,指

6、针域,*p.data,node,node.data,p-data,*p.next,node.next,p-next,14,指针后移操作 p=p-next,1475,指向指针的指针 NODE*h;,*h,1000,15,初始化操作功能：创建一个带头结点的空链表L,typedef int ElemType;typedef struct node ElemType data；struct node*next；slink，*Linklist；,slink*initlist()/*创建一个带头结点的空链表L*/slink*L;L=(slink*)malloc(sizeof(slink);if(L=NUL

7、L)printf(“OVERFLOW!”);exit(1);L-next=NULL;return L;,(二)相关运算,16,建立单链表,所谓建立链表是指从无到有地建立一个链表,即将线性表的数据元素一一输入,不断产生各结点并建立起前后相链的关系。根据原始数据输入的顺序不同,算法细节也有所不同,一种是按照原始数据的先后顺序一一输入,新结点在表尾插入,称作尾插法;另一种是按照原始数据的倒序输入,新结点在头结点后第一个数据元素结点前插入，称作头插法。,17,方法一：尾插法建表，即将新申请的结点插入到链表的尾部,图2.9 尾插法建表图示,r始终指向单链表的表尾,L=initlist();r=L;,18

8、,开始,N,Y,尾接法创建单链表流程图,19,slink*CreateFromTail()/*从键盘接收整数，数据以-9999结束，尾插法建立带头结点的单链表L*/,while(x!=-9999)scanf(“%d”,时间性能分析：O(n),slink*L,*r,*s;ElemType x;/*初始化为空表*/L=initlist();,r=L;/*r指针始终动态指向链表的当前表尾，其初值指向头结点*/,/*读入一个元素*/scanf(“%d”,/*申请新结点s并赋值*/s=(slink*)malloc(sizeof(slink);s-data=x;,/*新结点链接到表尾*/r-next=s;

9、/*更新表尾指针*/r=s；,r-next=NULL;/*将最后一个结点的next链域置为空，表示链表的结束*/return L;,20,图2.10 头插法建立单链表图示,方法二：头插法，即将新申请的结点插入到链表的头部，成为元首结点,执行的语句组为:s-nextL-next；L-nexts；,L=initlist();,21,开始,N,Y,头接法创建单链表流程图,22,slink*CreateFromHead()/*从键盘接收整数，数据以-9999结束，头插法建立带头结点的单链表L*/,slink*L,*s;ElemType x;L=initlist();/*链表L初始化*/,scanf(“

10、%d”,/*读入第一个数据*/*依次插入数据到表头*/,while(x!=-9999),s=(slink*)malloc(sizeof(slink);/*为读入的数据分配存储空间*/s-data=x;,s-next=L-next;L-next=s;,scanf(“%d”,return L;,23,（2）求表长操作,算法描述：可以采用“数”结点的方法来求出单链表的长度，用指针p依次指向各个结点,从第一个元素开始“数”，一直“数”到最后一个结点。,int getlen(slink*L)/*本算法用来求带头结点单链表L长度*/slink*p;int i=0;/*用来存放单链表的长度*/,时间复杂度O

11、(n),1,2,n,=NULL,p=L-next;while(p!=NULL),i+;p=p-next;,return i;,24,(3)取元素操作,取得单链表L的第i个元素的值,并通过参数e带回。,j,1,2,3,例：分别取出表中i=3和i=15的元素,算法描述：从链表第一个元素结点开始顺着链域逐个向后扫描，当ji并且p非空时，p后移，j+;当j=i时，指针p所指的结点就是要找的第i个结点，取得其值并返回1，若p=NULL,未找到返回0。,1,i=3,i=15,6,7,j-计数器(初值为1)，累计当前扫描过的结点数p-始终指向第j个数据元素,25,int getelem(slink*L,in

12、t i，ElemType*e)/*在带头结点的单链表L中查找第i个结点，若找到(1in)，则将该结点的元素值带回，返回1，否则返回0*/,时间复杂度O(n),int j；slink*p；if(i1)return 0;,=L-next；j=1；/*从第一个元素结点开始扫描*/,while(p!=NULL&ji),p=p-next；/*扫描下一结点*/j+；/*已扫描结点计数*/,if(!p)return 0;,*e=p-data;return 1；/*找到了第i个结点*/,26,(4)定位操作,查找元素x在单链表L中第1次出现的位置。找到，则返回结点的位序，否则返回0。算法思想：从单链表的第1个

13、结点出发，顺着链逐个将当前结点的值和给定值x作比较。,i,1,x=30,2,3,找到，返回i,x=51,1,6,7,未找到，返回0,27,int locate(slink*L,ElemType x)/*查找元素x在单链表L中第1次出现的位置。找到，则返回结点的位序，否则返回0。*/,时间复杂度：O(n),a.返回位序,slink*p;int i;p=L-next;/*从表中第一个结点比较*/i=1;,while(p!=NULL&p-data!=x),p=p-next;i+;,if(p!=NULL)return i;/*找到*/return 0;/*未找到*/,28,b.返回前驱,void Lo

14、cate(Linklist L,elemtype x,Linklist*pprior，Linklist*pself)prior=L，self=L-next;while(self,相当于slink*L,29,c.无序表在给定的链表L中在值x之前插入值为y的元素,若x不存在,则插入尾部,void inserty(Linklist L,elemtype x,elemtype y)Locate(L,x,30,d.在有序链表中定位值为x的元素的插入位置.,void locatex(Linklist L,elemtype x,Linklist*PPrior)p=L;while(p-next,31,e.在升

15、序的链表中插入值为x的元素,void insertx(Linklist L,elemtype x)Locatex(L,x,32,（5）插入操作 在第i个结点前插入元素x。,图2.11 在单链表第i个结点前插入一个结点的过程,33,开始,N,Y,单链表插入算法流程图:,申请到新结点,Y,N,N,Y,34,int insert(slink*L,int i,ElemType x)/*在带头结点的单链表L中第i个位置插入值为x的新结点,成功返回1，失败返回0*/slink*p,*s;int j;p=L;j=0;/*找到第i-1个数据元素的存储位置,使指针p指向它*/while(p!=NULL,35,/

16、*修改指针，完成插入操作*/q-next=p-next;p-next=q;return 1;/*插入成功，返回1*/,性能分析:时间主要花费在查找结点上 时间复杂度O(n)。,36,（6）删除操作,图2.12 单链表的删除过程,(a)寻找第i-1个结点令p指向它,删除带头结点单链表中第i个结点。,(b)删除并释放第i个结点,37,开始,N,Y,单链表删除算法流程图,找到要删除的元素否？,Y,N,38,int delete(slink*L,int i,ElemType*e)/*在带头结点的单链表L中删除第i个元素，成功返回1并通过参数e带回已删结点的值，失败返回0*/slink*p,*q;int j;p=L;j=0;/*寻找被删除结点i的前驱结点i-1使p指向它*/while(p-next!=NULL,39,q=p-next;/*q指向第i个结点*/p-next=q-next;/*删除结点q*/*e=q-data;free(q);/*释放被删除的结点所占的内存空间*/return 1;,性能分析：时间主要花费在查找结点上，时间复杂度是O(n)。,40,(7)输出操作,void print