1. 單鏈表的單鏈表簡介
鏈表中的數據是以結點來表示的,每個結點的構成:元素(數據元素的映象) + 指針(指示後繼元素存儲位置),元素就是存儲數據的存儲單元,指針就是連接每個結點的地址數據。
以「結點的序列」表示線性表稱作線性鏈表(單鏈表)
單鏈表是鏈式存取的結構,為找第 i 個數據元素,必須先找到第 i-1 個數據元素。
因此,查找第 i 個數據元素的基本操作為:移動指針,比較 j 和 i
單鏈表
1、鏈接存儲方法
鏈接方式存儲的線性表簡稱為鏈表(Linked List)。
鏈表的具體存儲表示為:
① 用一組任意的存儲單元來存放線性表的結點(這組存儲單元既可以是連續的,也可以是不連續的)
② 鏈表中結點的邏輯次序和物理次序不一定相同。為了能正確表示結點間的邏輯關系,在存儲每個結點值的同時,還必須存儲指示其後繼結點的地址(或位置)信息(稱為指針(pointer)或鏈(link))
注意:
鏈式存儲是最常用的存儲方式之一,它不僅可用來表示線性表,而且可用來表示各種非線性的數據結構。
2、鏈表的結點結構
┌───┬───┐
│data │next │
└───┴───┘
data域--存放結點值的數據域
next域--存放結點的直接後繼的地址(位置)的指針域(鏈域)
注意:
①鏈表通過每個結點的鏈域將線性表的n個結點按其邏輯順序鏈接在一起的。
②每個結點只有一個鏈域的鏈表稱為單鏈表(Single Linked List)。
【例】線性表(bat,cat,eat,fat,hat,jat,lat,mat)的單鏈表示如示意圖
3、頭指針head和終端結點指針域的表示
單鏈表中每個結點的存儲地址是存放在其前趨結點next域中,而開始結點無前趨,故應設頭指針head指向開始結點。
注意:
鏈表由頭指針唯一確定,單鏈表可以用頭指針的名字來命名。
終端結點無後繼,故終端結點的指針域為空,即NULL。
4、單鏈表的一般圖示法
由於我們常常只注重結點間的邏輯順序,不關心每個結點的實際位置,可以用箭頭來表示鏈域中的指針,線性表(bat,cat,fat,hat,jat,lat,mat)的單鏈表就可以表示為下圖形式。
5、單鏈表類型描述
typedef char DataType; //假設結點的數據域類型為字元
typedef struct node{ //結點類型定義
DataType data; //結點的數據域
struct node *next;//結點的指針域
}ListNode;
typedef ListNode *LinkList;
ListNode *p;
LinkList head;
注意:
①LinkList和ListNode是不同名字的同一個指針類型(命名的不同是為了概念上更明確)
②*LinkList類型的指針變數head表示它是單鏈表的頭指針
③ListNode類型的指針變數p表示它是指向某一結點的指針
6、指針變數和結點變數 指針變數 結點變數 定義 在變數說明部分顯式定義 在程序執行時,通過標准函數malloc生成 取值 非空時,存放某類型結點 實際存放結點各域內容的地址 操作方式 通過指針變數名訪問 通過指針生成、訪問和釋放 ①生成結點變數的標准函數
p=( ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
//函數malloc分配一個類型為ListNode的結點變數的空間,並將其首地址放入指針變數p中
②釋放結點變數空間的標准函數
free(p);//釋放p所指的結點變數空間
③結點分量的訪問
利用結點變數的名字*p訪問結點分量
方法一:(*p).data和(*p).next
方法二:p-﹥data和p-﹥next
④指針變數p和結點變數*p的關系
指針變數p的值——結點地址
結點變數*p的值——結點內容
(*p).data的值——p指針所指結點的data域的值
(*p).next的值——*p後繼結點的地址
*((*p).next)——*p後繼結點
注意:
① 若指針變數p的值為空(NULL),則它不指向任何結點。此時,若通過*p來訪問結點就意味著訪問一個不存在的變數,從而引起程序的錯誤。
② 有關指針類型的意義和說明方式的詳細解釋
可見,在鏈表中插入結點只需要修改指針。但同時,若要在第 i 個結點之前插入元素,修改的是第 i-1 個結點的指針。
因此,在單鏈表中第 i 個結點之前進行插入的基本操作為:
找到線性表中第i-1個結點,然後修改其指向後繼的指針。
2. 鏈表有哪些優點和缺點
鏈表優點和缺點如下:
優點:在插入和刪除操作時,只需要修改被刪節點上一節點的鏈接地址,不需要移動元素,從而改進了在順序存儲結構中的插入和刪除操作需要移動大量元素的缺點。
缺點:
1、沒有解決連續存儲分配帶來的表長難以確定的問題。
2、失去了順序存儲結構隨機存取的特性。
(2)單鏈表指針域中存儲的信息擴展閱讀:
線性表的鏈式存儲表示的特點是用一組任意的存儲單元存儲線性表的數據元素(這組存儲單元可以是連續的,也可以是不連續的)。
根據情況,也可以自己設計鏈表的其它擴展。但是一般不會在邊上附加數據,因為鏈表的點和邊基本上是一一對應的(除了第一個或者最後一個節點,但是也不會產生特殊情況)。
對於非線性的鏈表,可以參見相關的其他數據結構,例如樹、圖。另外有一種基於多個線性鏈表的數據結構:跳錶,插入、刪除和查找等基本操作的速度可以達到O(nlogn),和平衡二叉樹一樣。
其中存儲數據元素信息的域稱作數據域(設域名為data),存儲直接後繼存儲位置的域稱為指針域(設域名為next)。指針域中存儲的信息又稱做指針或鏈。
3. 數據結構|單鏈表表示的三種方法
對於線性表來說, 總得有個頭尾,頭部做為基準地址,如數組的數組名,鏈表的頭指針。尾部做為結束的標志,數組使用一個長度屬性來標識數組的結束位置,字元串使用轉義字元'',鏈表使用NULL指針來標識結束位置。
我們知道,數組的全部元素是集中存儲,數組的基準地址是第一個元素的地址,也就是數組名的值,其它元素的索引都是一個整型常量,對元素的訪問就是基準地址相對於索引的偏移,所以數組元素可以隨機訪問。
鏈式存儲是分散存儲,通過節點的指針域來建立一個節點與其下一個鄰接節點的聯系。鏈式存儲的頭指針雖然也是整個鏈式數據結構的基準地址,但要找到某一節點,需要順序訪問,從頭節點開始,順著每一個節點的指針域的值,一個節點一個節點地挼。
我們把鏈表中第一個節點的存儲位置叫做 頭指針 , 那麼整個鏈表的存取就必須是從頭指針開始進行了。之後的每一個節點, 其實就是上一個的後繼指針指向的位置。有時,我們為了更加方便地對鏈表進行操作,會在單鏈表的第一個結點前附設一個結點,稱為 頭節點 。頭節點的數據域可以不存儲任何信息,誰叫它是第一個呢,有這個特權。也可以存儲如線性表的長度等附加信息,頭節點的指針域存儲指向第一個節點的指針。
是否使用頭節點,在實現鏈表的常用操作時代碼的寫法稍有區別,使用頭節點的方法代碼較為簡潔。同時,也可以將這個表頭節點指針封裝到一個結構體中,並在結構體中增加鏈表長度等信息。
1 使用頭節點的鏈表表示
加頭結點的優點:
1)鏈表第一個位置的操作無需特殊處理;
2)將空表和非空表的處理統一。
2 不使用頭節點的鏈表表示
3 鏈表和鏈表節點用不同的結構體來表示
鏈表用一個結構體來描述,封裝一個節點指針做表頭,並增加一個鏈表長度變數,需要時也可以增加一個節點指針做表尾。
-End-
4. 鏈表是不是線性表
鏈表是線性表。
鏈式表示指的是用一組任意的存儲單元存儲線性表中的數據元素,稱為線性表的鏈式存儲結構。
它的存儲單元可以是連續的,也可以是不連續的。在表示數據元素之間的邏輯關系時,除了存儲其本身的信息之外,還需存儲一個指示其直接後繼的信息(即直接後繼的存儲位置),這兩部分信息組成數據元素的存儲映像,稱為結點(node)。
它包括兩個域;存儲數據元素信息的域稱為數據域;存儲直接後繼存儲位置的域稱為指針域。指針域中存儲的信息稱為指針或鏈。
(4)單鏈表指針域中存儲的信息擴展閱讀:
線性表的結構特點:
結構特點
1、均勻性:雖然不同數據表的數據元素可以是各種各樣的,但對於同一線性表的各數據元素必定具有相同的數據類型和長度。
2、有序性:各數據元素在線性表中的位置只取決於它們的序號,數據元素之前的相對位置是線性的,即存在唯一的「第一個「和「最後一個」的數據元素,除了第一個和最後一個外,其它元素前面均只有一個數據元素(直接前驅)和後面均只有一個數據元素(直接後繼)。
5. 單鏈表存儲結構LNode, *LinkList;的含義
LNode* = LinkList, LNode,*LinkListl,都是匿名結構體別名,Lnode是實體,而LiskList是這種ElemType類型的指針,就是經常在參數表中表示一個鏈表都用LinkList定義一個指向頭結點的指針了。
單鏈表是一種鏈式存取的數據結構,用一組地址任意的存儲單元存放線性表中的數據元素。
鏈表中的數據是以結點來表示的,每個結點的構成:元素(數據元素的映象) + 指針(指示後繼元素存儲位置),元素就是存儲數據的存儲單元,指針就是連接每個結點的地址數據。
以「結點的序列」表示線性表稱作線性鏈表(單鏈表)
單鏈表是鏈式存取的結構,為找第 i 個數據元素,必須先找到第 i-1 個數據元素。
因此,查找第 i 個數據元素的基本操作為:移動指針,比較 j 和 i
單鏈表
1、鏈接存儲方法
鏈接方式存儲的線性表簡稱為鏈表(Linked List)。
鏈表的具體存儲表示為:
① 用一組任意的存儲單元來存放線性表的結點(這組存儲單元既可以是連續的,也可以是不連續的)
② 鏈表中結點的邏輯次序和物理次序不一定相同。為了能正確表示結點間的邏輯關系,在存儲每個結點值的同時,還必須存儲指示其後繼結點的地址(或位置)信息(稱為指針(pointer)或鏈(link))
6. 在C語言中,什麼是鏈表呀
鏈表
鏈表鏈表是一種物理存儲單元上非連續、非順序的存儲結構,數據元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接次序實現的。鏈表由一系列結點(鏈表中每一個元素稱為結點)組成,結點可以在運行時動態生成。每個結點包括兩個部分:一個是存儲數據元素的數據域,另一個是存儲下一個結點地址的指針域。 相比於線性表順序結構,鏈表比較方便插入和刪除操作。
概況
鏈表(Linked list)是一種常見的基礎數據結構,是一種線性表,但是並不會按線性的順序存儲數據,而是在每一個節點里存到下一個節點的指針(Pointer)。由於不必須按順序存儲,鏈表在插入的時候可以達到O(1)的復雜度,比另一種線性表:順序錶快得多,但是查找一個節點或者訪問特定編號的節點則需要O(n)的時間,而順序表相應的時間復雜度分別是O(logn)和O(1)。使用鏈表結構可以克服數組鏈表需要預先知道數據大小的缺點,鏈表結構可以充分利用計算機內存空間,實現靈活的內存動態管理。但是鏈表失去了數組隨機讀取的優點,同時鏈表由於增加了結點的指針域,空間開銷比較大。在計算機科學中,鏈表作為一種基礎的數據結構可以用來生成其它類型的數據結構。鏈表通常由一連串節點組成,每個節點包含任意的實例數據(data fields)和一或兩個用來指向明上一個/或下一個節點的位置的鏈接("links")。鏈表最明顯的好處就是,常規數組排列關聯項目的方式可能不同於這些數據項目在記憶體或磁碟上順序,數據的存取往往要在不同的排列順序中轉換。而鏈表是一種自我指示數據類型,因為它包含指向另一個相同類型的數據的指針(鏈接)。鏈表允許插入和移除表上任意位置上的節點,[1]但是不允許隨機存取。鏈表有很多種不同的類型:單向鏈表,雙向鏈表以及循環鏈表。鏈表可以在多種編程語言中實現。像Lisp和Scheme這樣的語言的內建數據類型中就包含了鏈表的存取和操作。程序語言或面向對象語言,如C,C++和Java依靠易變工具來生成鏈表。
編輯本段特點
線性表的鏈式存儲表示的特點是用一組任意的存儲單元存儲線性表的數據元素(這組存儲單元可以是連續的,也可以是不連續的)。因此,為了表示每個數據元素 與其直接後繼數據元素 之間的邏輯關系,對數據元素 來說,除了存儲其本身的信息之外,還需存儲一個指示其直接後繼的信息(即直接後繼的存儲位置)。由這兩部分信息組成一個"結點"(如概述旁的圖所示),表示線性表中一個數據元素 。
編輯本段擴展
根據情況,也可以自己設計鏈表的其它擴展。但是一般不會在邊上附加數據,因為鏈表的點和邊基本上是一一對應的(除了第一個或者最後一個節點,但是也不會產生特殊情況)。不過有一個特例是如果鏈表支持在鏈表的一段中把前和後指針反向,反向標記加在邊上可能會更方便。 對於非線性的鏈表,可以參見相關的其他數據結構,例如樹、圖。另外有一種基於多個線性鏈表的數據結構:跳錶,插入、刪除和查找等基本操作的速度可以達到O(nlogn),和平衡二叉樹一樣。 其中存儲數據元素信息的域稱作數據域(設域名為data),存儲直接後繼存儲位置的域稱為指針域(設域名為next)。指針域中存儲的信息又稱做指針或鏈。 由分別表示,,…, 的N 個結點依次相鏈構成的鏈表,稱為線性表的鏈式存儲表示,由於此類鏈表的每個結點中只包含一個指針域,故又稱單鏈表或線性鏈表.
編輯本段三個鏈表函數(C語言描述)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
struct Node{
int data;//數據域
struct Node * next;//指針域
}; /************************************************************************************** *函數名稱:insert
*函數功能:在鏈表中插入元素. *輸入:head 鏈表頭指針,p新元素插入位置,x 新元素中的數據域內容 *輸出:無 *************************************************************************************/ void insert(Node * head,int p,int x)
{ Node * tmp = head; //for循環是為了防止插入位置超出了鏈表長度 for(int i = 0;i<p;i++)
{
if(tmp == NULL)
return ;
if(i<p-1)
tmp = tmp->next;
}
Node * tmp2 = new Node;
tmp2->data = x;
tmp2->next = tmp->next;
tmp->next = tmp2;
} /************************************************************************************** *函數名稱:del *函數功能:刪除鏈表中的元素 *輸入:head 鏈表頭指針,p 被刪除元素位置 輸出:被刪除元素中的數據域.如果刪除失敗返回-1 **************************************************************************************/
int del(Node * head,int p)
{
Node * tmp = head;
for(int i = 0;i<p;i++)
{
if(tmp == NULL)
return -1;
if(i<p-1)
tmp = tmp->next;
}
int ret = tmp->next->data;
tmp->next = tmp->next->next;
return ret;
}
void print(Node *head)
{
for(Node *tmp = head;
tmp!=NULL; tmp = tmp->next)
printf("%d ",tmp->data);
printf("\n");
}
int main()
{
Node * head;
head = new Node;
head->data = -1;
head->next=NULL;
return 0;
}
編輯本段結語
C語言是學習數據結構的很好的學習工具。理解了C中用結構體描述數據結構,那麼對於理解其C++描述,Java描述都就輕而易舉了!
編輯本段兩種鏈表形式
一、循環鏈表 循環鏈表是與單鏈表一樣,是一種鏈式的存儲結構,所不同的是,循環鏈表的最後一個結點的指針是指向該循環鏈表的第一個結點或者表頭結點,從而構成一個環形的鏈。 循環鏈表的運算與單鏈表的運算基本一致。所不同的有以下幾點: 1、在建立一個循環鏈表時,必須使其最後一個結點的指針指向表頭結點,而不是象單鏈表那樣置為NULL。此種情況還使用於在最後一個結點後插入一個新的結點。 2、在判斷是否到表尾時,是判斷該結點鏈域的值是否是表頭結點,當鏈域值等於表頭指針時,說明已到表尾。而非象單鏈表那樣判斷鏈域值是否為NULL。
二、雙向鏈表 雙向鏈表其實是單鏈表的改進。 當我們對單鏈表進行操作時,有時你要對某個結點的直接前驅進行操作時,又必須從表頭開始查找。這是由單鏈表結點的結構所限制的。因為單鏈表每個結點只有一個存儲直接後繼結點地址的鏈域,那麼能不能定義一個既有存儲直接後繼結點地址的鏈域,又有存儲直接前驅結點地址的鏈域的這樣一個雙鏈域結點結構呢?這就是雙向鏈表。 在雙向鏈表中,結點除含有數據域外,還有兩個鏈域,一個存儲直接後繼結點地址,一般稱之為右鏈域;一個存儲直接前驅結點地址,一般稱之為左鏈域。