1. 单链表的单链表简介
链表中的数据是以结点来表示的,每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置),元素就是存储数据的存储单元,指针就是连接每个结点的地址数据。
以“结点的序列”表示线性表称作线性链表(单链表)
单链表是链式存取的结构,为找第 i 个数据元素,必须先找到第 i-1 个数据元素。
因此,查找第 i 个数据元素的基本操作为:移动指针,比较 j 和 i
单链表
1、链接存储方法
链接方式存储的线性表简称为链表(Linked List)。
链表的具体存储表示为:
① 用一组任意的存储单元来存放线性表的结点(这组存储单元既可以是连续的,也可以是不连续的)
② 链表中结点的逻辑次序和物理次序不一定相同。为了能正确表示结点间的逻辑关系,在存储每个结点值的同时,还必须存储指示其后继结点的地址(或位置)信息(称为指针(pointer)或链(link))
注意:
链式存储是最常用的存储方式之一,它不仅可用来表示线性表,而且可用来表示各种非线性的数据结构。
2、链表的结点结构
┌───┬───┐
│data │next │
└───┴───┘
data域--存放结点值的数据域
next域--存放结点的直接后继的地址(位置)的指针域(链域)
注意:
①链表通过每个结点的链域将线性表的n个结点按其逻辑顺序链接在一起的。
②每个结点只有一个链域的链表称为单链表(Single Linked List)。
【例】线性表(bat,cat,eat,fat,hat,jat,lat,mat)的单链表示如示意图
3、头指针head和终端结点指针域的表示
单链表中每个结点的存储地址是存放在其前趋结点next域中,而开始结点无前趋,故应设头指针head指向开始结点。
注意:
链表由头指针唯一确定,单链表可以用头指针的名字来命名。
终端结点无后继,故终端结点的指针域为空,即NULL。
4、单链表的一般图示法
由于我们常常只注重结点间的逻辑顺序,不关心每个结点的实际位置,可以用箭头来表示链域中的指针,线性表(bat,cat,fat,hat,jat,lat,mat)的单链表就可以表示为下图形式。
5、单链表类型描述
typedef char DataType; //假设结点的数据域类型为字符
typedef struct node{ //结点类型定义
DataType data; //结点的数据域
struct node *next;//结点的指针域
}ListNode;
typedef ListNode *LinkList;
ListNode *p;
LinkList head;
注意:
①LinkList和ListNode是不同名字的同一个指针类型(命名的不同是为了概念上更明确)
②*LinkList类型的指针变量head表示它是单链表的头指针
③ListNode类型的指针变量p表示它是指向某一结点的指针
6、指针变量和结点变量 指针变量 结点变量 定义 在变量说明部分显式定义 在程序执行时,通过标准函数malloc生成 取值 非空时,存放某类型结点 实际存放结点各域内容的地址 操作方式 通过指针变量名访问 通过指针生成、访问和释放 ①生成结点变量的标准函数
p=( ListNode *)malloc(sizeof(ListNode));
//函数malloc分配一个类型为ListNode的结点变量的空间,并将其首地址放入指针变量p中
②释放结点变量空间的标准函数
free(p);//释放p所指的结点变量空间
③结点分量的访问
利用结点变量的名字*p访问结点分量
方法一:(*p).data和(*p).next
方法二:p-﹥data和p-﹥next
④指针变量p和结点变量*p的关系
指针变量p的值——结点地址
结点变量*p的值——结点内容
(*p).data的值——p指针所指结点的data域的值
(*p).next的值——*p后继结点的地址
*((*p).next)——*p后继结点
注意:
① 若指针变量p的值为空(NULL),则它不指向任何结点。此时,若通过*p来访问结点就意味着访问一个不存在的变量,从而引起程序的错误。
② 有关指针类型的意义和说明方式的详细解释
可见,在链表中插入结点只需要修改指针。但同时,若要在第 i 个结点之前插入元素,修改的是第 i-1 个结点的指针。
因此,在单链表中第 i 个结点之前进行插入的基本操作为:
找到线性表中第i-1个结点,然后修改其指向后继的指针。
2. 链表有哪些优点和缺点
链表优点和缺点如下:
优点:在插入和删除操作时,只需要修改被删节点上一节点的链接地址,不需要移动元素,从而改进了在顺序存储结构中的插入和删除操作需要移动大量元素的缺点。
缺点:
1、没有解决连续存储分配带来的表长难以确定的问题。
2、失去了顺序存储结构随机存取的特性。
(2)单链表指针域中存储的信息扩展阅读:
线性表的链式存储表示的特点是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的)。
根据情况,也可以自己设计链表的其它扩展。但是一般不会在边上附加数据,因为链表的点和边基本上是一一对应的(除了第一个或者最后一个节点,但是也不会产生特殊情况)。
对于非线性的链表,可以参见相关的其他数据结构,例如树、图。另外有一种基于多个线性链表的数据结构:跳表,插入、删除和查找等基本操作的速度可以达到O(nlogn),和平衡二叉树一样。
其中存储数据元素信息的域称作数据域(设域名为data),存储直接后继存储位置的域称为指针域(设域名为next)。指针域中存储的信息又称做指针或链。
3. 数据结构|单链表表示的三种方法
对于线性表来说, 总得有个头尾,头部做为基准地址,如数组的数组名,链表的头指针。尾部做为结束的标志,数组使用一个长度属性来标识数组的结束位置,字符串使用转义字符'',链表使用NULL指针来标识结束位置。
我们知道,数组的全部元素是集中存储,数组的基准地址是第一个元素的地址,也就是数组名的值,其它元素的索引都是一个整型常量,对元素的访问就是基准地址相对于索引的偏移,所以数组元素可以随机访问。
链式存储是分散存储,通过节点的指针域来建立一个节点与其下一个邻接节点的联系。链式存储的头指针虽然也是整个链式数据结构的基准地址,但要找到某一节点,需要顺序访问,从头节点开始,顺着每一个节点的指针域的值,一个节点一个节点地挼。
我们把链表中第一个节点的存储位置叫做 头指针 , 那么整个链表的存取就必须是从头指针开始进行了。之后的每一个节点, 其实就是上一个的后继指针指向的位置。有时,我们为了更加方便地对链表进行操作,会在单链表的第一个结点前附设一个结点,称为 头节点 。头节点的数据域可以不存储任何信息,谁叫它是第一个呢,有这个特权。也可以存储如线性表的长度等附加信息,头节点的指针域存储指向第一个节点的指针。
是否使用头节点,在实现链表的常用操作时代码的写法稍有区别,使用头节点的方法代码较为简洁。同时,也可以将这个表头节点指针封装到一个结构体中,并在结构体中增加链表长度等信息。
1 使用头节点的链表表示
加头结点的优点:
1)链表第一个位置的操作无需特殊处理;
2)将空表和非空表的处理统一。
2 不使用头节点的链表表示
3 链表和链表节点用不同的结构体来表示
链表用一个结构体来描述,封装一个节点指针做表头,并增加一个链表长度变量,需要时也可以增加一个节点指针做表尾。
-End-
4. 链表是不是线性表
链表是线性表。
链式表示指的是用一组任意的存储单元存储线性表中的数据元素,称为线性表的链式存储结构。
它的存储单元可以是连续的,也可以是不连续的。在表示数据元素之间的逻辑关系时,除了存储其本身的信息之外,还需存储一个指示其直接后继的信息(即直接后继的存储位置),这两部分信息组成数据元素的存储映像,称为结点(node)。
它包括两个域;存储数据元素信息的域称为数据域;存储直接后继存储位置的域称为指针域。指针域中存储的信息称为指针或链。
(4)单链表指针域中存储的信息扩展阅读:
线性表的结构特点:
结构特点
1、均匀性:虽然不同数据表的数据元素可以是各种各样的,但对于同一线性表的各数据元素必定具有相同的数据类型和长度。
2、有序性:各数据元素在线性表中的位置只取决于它们的序号,数据元素之前的相对位置是线性的,即存在唯一的“第一个“和“最后一个”的数据元素,除了第一个和最后一个外,其它元素前面均只有一个数据元素(直接前驱)和后面均只有一个数据元素(直接后继)。
5. 单链表存储结构LNode, *LinkList;的含义
LNode* = LinkList, LNode,*LinkListl,都是匿名结构体别名,Lnode是实体,而LiskList是这种ElemType类型的指针,就是经常在参数表中表示一个链表都用LinkList定义一个指向头结点的指针了。
单链表是一种链式存取的数据结构,用一组地址任意的存储单元存放线性表中的数据元素。
链表中的数据是以结点来表示的,每个结点的构成:元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置),元素就是存储数据的存储单元,指针就是连接每个结点的地址数据。
以“结点的序列”表示线性表称作线性链表(单链表)
单链表是链式存取的结构,为找第 i 个数据元素,必须先找到第 i-1 个数据元素。
因此,查找第 i 个数据元素的基本操作为:移动指针,比较 j 和 i
单链表
1、链接存储方法
链接方式存储的线性表简称为链表(Linked List)。
链表的具体存储表示为:
① 用一组任意的存储单元来存放线性表的结点(这组存储单元既可以是连续的,也可以是不连续的)
② 链表中结点的逻辑次序和物理次序不一定相同。为了能正确表示结点间的逻辑关系,在存储每个结点值的同时,还必须存储指示其后继结点的地址(或位置)信息(称为指针(pointer)或链(link))
6. 在C语言中,什么是链表呀
链表
链表链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列结点(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。 相比于线性表顺序结构,链表比较方便插入和删除操作。
概况
链表(Linked list)是一种常见的基础数据结构,是一种线性表,但是并不会按线性的顺序存储数据,而是在每一个节点里存到下一个节点的指针(Pointer)。由于不必须按顺序存储,链表在插入的时候可以达到O(1)的复杂度,比另一种线性表:顺序表快得多,但是查找一个节点或者访问特定编号的节点则需要O(n)的时间,而顺序表相应的时间复杂度分别是O(logn)和O(1)。使用链表结构可以克服数组链表需要预先知道数据大小的缺点,链表结构可以充分利用计算机内存空间,实现灵活的内存动态管理。但是链表失去了数组随机读取的优点,同时链表由于增加了结点的指针域,空间开销比较大。在计算机科学中,链表作为一种基础的数据结构可以用来生成其它类型的数据结构。链表通常由一连串节点组成,每个节点包含任意的实例数据(data fields)和一或两个用来指向明上一个/或下一个节点的位置的链接("links")。链表最明显的好处就是,常规数组排列关联项目的方式可能不同于这些数据项目在记忆体或磁盘上顺序,数据的存取往往要在不同的排列顺序中转换。而链表是一种自我指示数据类型,因为它包含指向另一个相同类型的数据的指针(链接)。链表允许插入和移除表上任意位置上的节点,[1]但是不允许随机存取。链表有很多种不同的类型:单向链表,双向链表以及循环链表。链表可以在多种编程语言中实现。像Lisp和Scheme这样的语言的内建数据类型中就包含了链表的存取和操作。程序语言或面向对象语言,如C,C++和Java依靠易变工具来生成链表。
编辑本段特点
线性表的链式存储表示的特点是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的)。因此,为了表示每个数据元素 与其直接后继数据元素 之间的逻辑关系,对数据元素 来说,除了存储其本身的信息之外,还需存储一个指示其直接后继的信息(即直接后继的存储位置)。由这两部分信息组成一个"结点"(如概述旁的图所示),表示线性表中一个数据元素 。
编辑本段扩展
根据情况,也可以自己设计链表的其它扩展。但是一般不会在边上附加数据,因为链表的点和边基本上是一一对应的(除了第一个或者最后一个节点,但是也不会产生特殊情况)。不过有一个特例是如果链表支持在链表的一段中把前和后指针反向,反向标记加在边上可能会更方便。 对于非线性的链表,可以参见相关的其他数据结构,例如树、图。另外有一种基于多个线性链表的数据结构:跳表,插入、删除和查找等基本操作的速度可以达到O(nlogn),和平衡二叉树一样。 其中存储数据元素信息的域称作数据域(设域名为data),存储直接后继存储位置的域称为指针域(设域名为next)。指针域中存储的信息又称做指针或链。 由分别表示,,…, 的N 个结点依次相链构成的链表,称为线性表的链式存储表示,由于此类链表的每个结点中只包含一个指针域,故又称单链表或线性链表.
编辑本段三个链表函数(C语言描述)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
struct Node{
int data;//数据域
struct Node * next;//指针域
}; /************************************************************************************** *函数名称:insert
*函数功能:在链表中插入元素. *输入:head 链表头指针,p新元素插入位置,x 新元素中的数据域内容 *输出:无 *************************************************************************************/ void insert(Node * head,int p,int x)
{ Node * tmp = head; //for循环是为了防止插入位置超出了链表长度 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;
} /************************************************************************************** *函数名称:del *函数功能:删除链表中的元素 *输入:head 链表头指针,p 被删除元素位置 输出:被删除元素中的数据域.如果删除失败返回-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;
}
编辑本段结语
C语言是学习数据结构的很好的学习工具。理解了C中用结构体描述数据结构,那么对于理解其C++描述,Java描述都就轻而易举了!
编辑本段两种链表形式
一、循环链表 循环链表是与单链表一样,是一种链式的存储结构,所不同的是,循环链表的最后一个结点的指针是指向该循环链表的第一个结点或者表头结点,从而构成一个环形的链。 循环链表的运算与单链表的运算基本一致。所不同的有以下几点: 1、在建立一个循环链表时,必须使其最后一个结点的指针指向表头结点,而不是象单链表那样置为NULL。此种情况还使用于在最后一个结点后插入一个新的结点。 2、在判断是否到表尾时,是判断该结点链域的值是否是表头结点,当链域值等于表头指针时,说明已到表尾。而非象单链表那样判断链域值是否为NULL。
二、双向链表 双向链表其实是单链表的改进。 当我们对单链表进行操作时,有时你要对某个结点的直接前驱进行操作时,又必须从表头开始查找。这是由单链表结点的结构所限制的。因为单链表每个结点只有一个存储直接后继结点地址的链域,那么能不能定义一个既有存储直接后继结点地址的链域,又有存储直接前驱结点地址的链域的这样一个双链域结点结构呢?这就是双向链表。 在双向链表中,结点除含有数据域外,还有两个链域,一个存储直接后继结点地址,一般称之为右链域;一个存储直接前驱结点地址,一般称之为左链域。