数据结构与算法（006）：线性表-单链表

ゝ一世哀愁。 2022-02-03 22:37 370阅读 0赞

# 单链表的整表创建 #

对于顺序存储结构的线性表的整表创建，我们可以用数组的初始化来直观理解。

而单链表和顺序存储结构就不一样了，它不像顺序存储结构数据这么集中，它的数据可以是分散在内存各个角落的，他的增长也是动态的。

对于每个链表来说，它所占用空间的大小和位置是不需要预先分配划定的，可以根据系统的情况和实际的需求即时生成。

人生就要追求向单链表一样，灵活应变！

创建单链表的过程是一个动态生成链表的过程，从“空表”的初始状态起，依次建立各元素结点并逐个插入链表。

所以单链表整表创建的算法思路如下：

声明一结点p和计数器变量i；

初始化一空链表L；

让L的头结点的指针指向NULL，即建立一个带头结点的单链表；

循环实现后继结点的赋值和插入。

## 头插法建立单链表 ##

头插法从一个空表开始，生成新结点，读取数据存放到新结点的数据域中，然后将新结点插入到当前链表的表头上，直到结束为止。

简单来说，就是把新加进的元素放在表头后的第一个位置：

先让新节点的next指向头节点之后

然后让表头的next指向新节点

嗯，用现实环境模拟的话就是插队的方法，始终让新结点插在第一的位置。

实现代码如下：CreateListHead.c

/* 头插法建立单链表示例 */
    
    void CreateListHead(LinkList *L, int n)
    {
        LinkList p;
        int i;
    
        srand(time(0));   // 初始化随机数种子
    
        *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        (*L)->next = NULL;
    
        for( i=0; i < n; i++ )
        {
            p = (LinkList)malloc(sizeof(Node));  // 生成新结点
            p->data = rand()%100+1;
            p->next = (*L)->next;
            (*L)->next = p;
        }
    }

## 尾插法建立单链表 ##

头插法建立链表虽然算法简单，但生成的链表中结点的次序和输入的顺序相反。

就像现实社会我们鄙视插队不遵守纪律的孩子，那编程中我们也可以不这么干，我们可以把思维逆过来：把新结点都插入到最后，这种算法称之为尾插法。

实现代码如下：CreateListTail.c

/* 尾插法建立单链表演示 */
    
    void CreateListTail(LinkList *L, int n)
    {
        LinkList p, r;
        int i;
    
        srand(time(0));
        *L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
        r = *L;
    
        for( i=0; i < n; i++ )
        {
            p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
            p->data = rand()%100+1;
            r->next = p;
            r = p;                 // 备注：初学者可能很难理解这句，重点解释。
        }
    
        r->next = NULL;
    }

## 单链表的整表删除 ##

当我们不打算使用这个单链表时，我们需要把它销毁。

其实也就是在内存中将它释放掉，以便于留出空间给其他程序或软件使用。

单链表整表删除的算法思路如下：

声明结点p和q；

将第一个结点赋值给p，下一结点赋值给q；

循环执行释放p和将q赋值给p的操作；

实现代码如下：ClearList.c

Status ClearList(LinkList *L)
    {
        LinkList p, q;
    
        p = (*L)->next;
    
        while(p)
        {
            q = p->next;
            free(p);
            p = q;
        }
    
        (*L)->next = NULL;
    
        return OK;
    }

这段算法代码里，常见的错误就是有同学会觉得q变量没有存在的必要，只需要在循环体内直接写free(p); p = p->next; 即可？

可这个世上没有无缘无故的爱，这样做会带来什么问题呢？

要知道p是一个结点，它除了有数据域，还有指针域。当我们做free(p);时候，其实是对它整个结点进行删除和内存释放的工作。而我们整表删除是需要一个个结点删除的，所以我们就需要q来记载p的下一个结点。

## 单链表结构与顺序存储结构优缺点 ##

我们分别从存储分配方式、时间性能、空间性能三方面来做对比。

**存储分配方式：**

顺序存储结构用一段连续的存储单元依次存储线性表的数据元素。

单链表采用链式存储结构，用一组任意的存储单元存放线性表的元素。

**时间性能：**

**查找**

顺序存储结构O(1)

单链表O(n)