C語言資料結構之單連結串列操作詳解

2022-07-27 22:06:40

1、插入操作

（1）建立一個新的要插入的結點

（2）將新結點的 next 指標指向插入位置後的結點

（3）將插入位置前的節點指標 next 指向新的結點

注意：步驟（2）（3）的順序不能顛倒，否則會導致插入位置後的部分連結串列丟失。

插入位置一共分三種，分別是頭部插入、中間插入和尾部插入。

如圖：

程式碼：

link* insertElem(link* p,int elem,int pos){
    link* temp = p;//建立臨時結點temp
    //首先找到插入位置的上一個結點
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp==NULL){
            printf("插入位置無效n");
            return p;
        }
    } 
    //建立插入結點c
    link *c=(link*)malloc(sizeof(link));
    c->elem=elem;
    //向連結串列中插入結點
    c->next = temp->next;
    temp->next=c;
    return p; 
}

2、刪除操作

（1）將結點從連結串列中摘下

temp->next=temp->next->next

（2）手動釋放掉結點，回收被結點佔用的儲存空間

如圖：

程式碼：

link*delElem(link*p,int pos){//p是原連結串列，pos是要刪除的元素值 
    link* temp=p;
    //遍歷到被刪除結點的上一個結點 
    for(int i =1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp->next==NULL){
            printf("沒有該結點n");
            return p;
        }
    } 
    link*del=temp->next;//單獨開闢一塊空間存放被刪結點
    temp->next=temp->next->next;//從連結串列中摘除被刪結點
    free(del);//手動釋放該結點防止記憶體漏失
    return p; 
}

3、查詢操作

從頭遍歷連結串列。

int searchElem(link* p,int elem){
    //新建一個指標t，初始化為頭指標 p
    link*t=p;
    int i=1;
    //由於頭節點的存在，因此while中的判斷為t->next
    while(t->next){
        t=t->next;
        if(t->elem==elem){
            return i;
        }
        i++;
    }
    //程式執行至此處，表示查詢失敗
    return -1;
}

4、修改操作

先找到目標位置再更改結點的資料域。

link* changeElem(link* p,int pos,int newElem){
    link* temp=p;
    temp=temp->next;//在遍歷之前，temp指向首元結點
    //遍歷到待更新結點
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
    }
    temp->elem=newElem;
    return p;
}

5、完整程式碼

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
 
typedef struct Link{
    int elem;//資料域 
    struct Link *next;//指標域，用來連線後繼元素 
}link;//link為節點名，每個結點都是一個link結構體 
 
link* initLink(){
    link *p=(link*)malloc(sizeof(link));//建立頭結點
    link*temp = p;//宣告一個指標temp指向頭結點，也就是頭結點的地址賦值給指標變數(注意這不是頭指標而是用來連線陣列的臨時指標變數)
    //生成連結串列
    for(int i=1;i<5;i++)
    {
        link *a=(link*)malloc(sizeof(link));//生成一個結點 
        a->elem=i;//給結點的資料域賦值
        a->next=NULL;//指標域設定為空 
        temp->next=a;//上一個結點的指標指向新增結點 
        temp=temp->next;//臨時指標向後移動也可寫成temp=a 
    } 
    //返回頭結點，通過頭節點的指標即可找到整個連結串列
    return p;
} 
 
link* insertElem(link* p,int elem,int pos){
    link* temp = p;//建立臨時結點temp
    //首先找到插入位置的上一個結點
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp==NULL){
            printf("插入位置無效n");
            return p;
        }
    } 
    //建立插入結點c
    link *c=(link*)malloc(sizeof(link));
    c->elem=elem;
    //向連結串列中插入結點
    c->next = temp->next;
    temp->next=c;
    return p; 
}
 
link* delElem(link*p,int pos){//p是原連結串列，pos是要刪除的元素值 
    link* temp=p;
    //遍歷到被刪除結點的上一個結點 
    for(int i =1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
        if(temp->next==NULL){
            printf("沒有該結點n");
            return p;
        }
    } 
    link*del=temp->next;//單獨開闢一塊空間存放被刪結點
    temp->next=temp->next->next;//從連結串列中摘除被刪結點
    free(del);//手動釋放該結點防止記憶體漏失
    return p; 
}
 
link* changeElem(link* p,int pos,int newElem){
    link* temp=p;
    temp=temp->next;//在遍歷之前，temp指向首元結點
    //遍歷到待更新結點
    for(int i=1;i<pos;i++){
        temp=temp->next;
    }
    temp->elem=newElem;
    return p;
} 
 
int searchElem(link* p,int elem){
    //新建一個指標t，初始化為頭指標 p
    link*t=p;
    int i=1;
    //由於頭節點的存在，因此while中的判斷為t->next
    while(t->next){
        t=t->next;
        if(t->elem==elem){
            return i;
        }
        i++;
    }
    //程式執行至此處，表示查詢失敗
    return -1;
} 
 
void display(link *p){
    link*temp=p;//將temp指向頭結點
    printf("連結串列中的資料為 : "); 
    //只要temp指標指向的結點的next不是Null，就執行輸出語句。
    while(temp->next){
        temp=temp->next;
        printf("%d ",temp->elem);
    } 
    printf("n");
} 
 
int main()
{
    //初始化連結串列
    link *p = initLink();
    display(p); 
    printf("在第4的位置插入元素5：n");
    p = insertElem(p, 5, 4);
    display(p);
    printf("刪除元素3:n");
    p = delElem(p, 3);
    display(p);
    printf("查詢元素2的位置為：n");
    int address = searchElem(p, 2);
    if (address == -1) {
        printf("沒有該元素");
    }
    else {
        printf("元素2的位置為：%dn", address);
    }
    printf("更改第3的位置上的資料為7:n");
    p = changeElem(p, 3, 7);
    display(p);
    return 0;
}

輸出結果：

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