第四课

链式存储的定义

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

链式存储逻辑结构

n个结点链接成一个链式线性表的结构叫做链表，当每个结点中只包含一个指针域时，叫做单链表

链表的基本概念

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

创建单链表

获取第pos个元素操作

• 判断线性表是否合法
• 判断位置是否合法
• 由表头开始通过next指针移动pos次后，当前元素的next指针即指向要获取的元素

插入元素到位置pos操作

一定要保证新链表形成之前旧链表不能断

• 判断线性表是否合法
• 判断插入位置是否合法
• 由表头开始通过next指针移动pos次后，当前元素的next指针即指向要插入的位置
• 将新元素插入
• 线性表长度加一

删除第pos个元素操作

• 判断线性表是否合法
• 判断插入位置是否合法
• 获取第pos个元素
• 将第pos个元素从链表中删除
• 线性表长度减一

小结

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

代码

ZLinkList.h

#ifndef _ZLINKLIST_H_
#define _ZLINKLIST_H_

typedef void LinkList;
typedef struct _tag_LinkListNode LinkListNode;
struct _tag_LinkListNode
{
    LinkListNode* next;
};

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

ZLinkList.c

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "ZLinkList.h"

typedef struct _tag_LinkList
{
    LinkListNode header;
    int length;
}TLinkList;

LinkList* LinkList_Create()
{
    TLinkList* ret = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList));
    
    if(ret != NULL)
    {
        ret->length = 0;
        ret->header.next = NULL;
    }
    
    return ret;
}

void LinkList_Destroy(LinkList* list)
{
    free(list);
}

void LinkList_Clear(LinkList* list)
{
    TLinkList* slist = (TLinkList*)list;
    
    if(slist != NULL)
    {
        slist->length = 0;
        slist->header.next = NULL;
    }
}

int LinkList_Length(LinkList* list)
{
    TLinkList* slist = (TLinkList*)list;
    
    int ret;
    if(slist != NULL)
    {
        ret = slist->length;
    }
    
    return ret;
}

int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos)
{
    TLinkList* slist = (TLinkList*)list;
    int ret = (slist != NULL) && (pos >= 0) && (node != NULL);
    int i = 0;
    
    if(ret)
    {
        LinkListNode* current = (LinkListNode*)slist;
        for(i=0;(i<pos) && (current->next != NULL);i++)
        {
            current = current->next;
        }
        node->next = current->next;
        current->next = node;
        slist->length++;
    }
    
    return ret;
}

LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos)
{
    TLinkList* slist = (TLinkList*)list;
    LinkListNode* ret = NULL;
    int i = 0;
    
    if((slist != NULL) && (pos >= 0) && (pos < slist->length))
    {
        LinkListNode* current = (LinkListNode*)slist;
        for(i=0;i<pos;i++)
        {
            current = current->next;
        }
        ret = current->next;
    }
    
    return ret;
}

LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos)
{
    TLinkList* slist = (TLinkList*)list;
    LinkListNode* ret = NULL;
    int i = 0;
    
    if((slist != NULL) && (pos >= 0) && (pos < slist->length))
    {
        LinkListNode* current = (LinkListNode*)slist;
        for(i=0;i<pos;i++)
        {
            current = current->next;
        }
        ret = current->next;
        current->next = ret->next;
        slist->length--;
    }
    
    return ret;
}

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "ZLinkList.h"

struct Value
{
    LinkListNode header;
    int v;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;
    LinkList* list = LinkList_Create();
    
    struct Value v1;
    struct Value v2;
    struct Value v3;
    struct Value v4;
    struct Value v5;
    struct Value v6;
    struct Value v7;
    struct Value v8;
    struct Value v9;
    struct Value v0;
    v1.v = 1;
    v2.v = 2;
    v3.v = 3;
    v4.v = 4;
    v5.v = 5;
    v6.v = 1;
    v7.v = 2;
    v8.v = 3;
    v9.v = 4;
    v0.v = 5;
    
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v1, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v2, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v3, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v4, 0);
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v5, 0);
    /*
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v1, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v2, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v3, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v4, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v5, LinkList_Length(list));
    */
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v6, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v7, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v8, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v9, LinkList_Length(list));
    LinkList_Insert(list, (LinkListNode*)&v0, LinkList_Length(list));
    
    for(i=0;i<LinkList_Length(list);i++)
    {
        struct Value* pv = (struct Value*)LinkList_Get(list, i);
        printf("%d\n", pv->v);
    }
    
    printf("\n");
    
    while(LinkList_Length(list) > 0)
    {
        struct Value* pv = (struct Value*)LinkList_Delete(list, LinkList_Length(list)-1);
        printf("%d\n", pv->v);
    }
    
    LinkList_Destroy(list);
    
    return 0;
}