数据结构之链表

(本文参考《剑指offer》总结笔记,供学习使用)

    链表是一种动态数据结构,是因为在创建链表的时候,无须知道链表的长度。当插入一个结点时,我们只需要为新结点分配内存,然后调整指针的指向来确保新节点被链接到链表当中。由于没有闲置的内存,链表的空间效率比数组高。


    单向链表的结点定义为:

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struct ListNode
{
    int        m_nValue;
    ListNode*    m_pNext;
};

例:向链表中插入数据

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#include<stdio.h>
struct ListNode
{
    int m_nValue;
    ListNode* m_pNext;
};
void createListNode(ListNode** pHead,int n);
void addToTail(ListNode** pHead, int value);
void printList(ListNode** pHead);
void main(){
    //建立头结点
    ListNode* pHead=new ListNode();
 
    //创建链表,需要指定创建几个结点
    createListNode(&pHead,5);//这里需要注意的是,传递的头结点是一个指针的地址。在createListNode函数中传递了pHead,当我们向一个空链表中插入一个结点的时候,新插入的结点就是链表的头指针。由于此时会改动头指针,因此必须把pHead参数设为指向指针的指针,否则出了传递参数的函数pHead仍然是一个空指针
     
    //往链表的结尾添加一个结点
    printf("向链表中插入结点:10\n");
    addToTail(&pHead,10);
 
    printf("输出链表为:\n");
    printList(&pHead);
}
void addToTail(ListNode** pHead, int value)
{    
    ListNode* pNew=new ListNode();
    pNew->m_nValue=value;
    pNew->m_pNext=NULL;
     
    if(*pHead==NULL)
        *pHead=pNew;
    else
    {
        ListNode* pNode=*pHead;
        while(pNode->m_pNext!=NULL)
            pNode=pNode->m_pNext;
        pNode->m_pNext=pNew;
    }    
}
void createListNode(ListNode** pHead,int n){
    //这里需要注意的是,传递的头结点是一个指针的地址。在createListNode函数中传递了pHead,当我们向一个空链表中插入一个结点的时候,新插入的结点就是链表的头指针。由于此时会改动头指针,因此必须把pHead参数设为指向指针的指针,否则出了传递参数的函数pHead仍然是一个空指针
    int x=0;
    ListNode* pNode=*pHead;
    printf("please input first ListNode number:");
    scanf("%d",&pNode->m_nValue);
    pNode->m_pNext=NULL;
    for(int i=1;i<n;i++){
        printf("please input %d number:",i+1);
        ListNode* pNew=new ListNode();
        scanf("%d",&x);
        pNew->m_nValue=x;
        pNew->m_pNext=pNode->m_pNext;
        pNode->m_pNext=pNew;
    }
}
void printList(ListNode** pHead){
    ListNode* pNode=*pHead;
    while(pNode->m_pNext!=NULL){
        printf("%d->",pNode->m_nValue);
        pNode=pNode->m_pNext;
    }
    printf("%d\n",pNode->m_nValue);
}


例:往链表的结尾添加一个结点:

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void AddToTail(ListNode** pHead, int value)
    //pHead是一个指向指针的指针。因为当我们往一个空链表中插入一个结点时,新插入的结点是链表
    //的头指针。由于此时会改动头指针,因此必须把pHead参数设为指向指针的指针,否则出了这个函数
    //pHead仍然是一个空指针。
     
    ListNode* pNew=new ListNode();
    pNew->m_nValue=value;
    pNew->m_pNext=NULL;
     
    if(*pHead==NULL)
        *pHead=pNew;
    else
    {
        ListNode* pNode=*pHead;
        while(pNode->m_pNext!=NULL)
            pNode=pNode->m_pNext;
        pNode->m_pNext=pNew;
    }    

    注:由于链表中的内存不是一次性分配的,因此我们无法保证链表和数组一样是连续的。



例:从尾到头打印链表

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//使用栈结构打印链表
void PrintListReversingly_Iteratively(ListNode* pHead)
{
    std::stack<ListNode*> nodes;
 
    ListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        nodes.push(pNode);
        pNode = pNode->m_pNext;
    }
 
    while(!nodes.empty())
    {
        pNode = nodes.top();
        printf("%d\t", pNode->m_nValue);
        nodes.pop();
    }
}
 
 
//使用递归打印链表
void PrintListReversingly_Recursively(ListNode* pHead)
{
    if(pHead != NULL)
    {
        if (pHead->m_pNext != NULL)
        {
            PrintListReversingly_Recursively(pHead->m_pNext);
        }
  
        printf("%d\t", pHead->m_nValue);
    }
}

注:基于递归代码简洁,但是当链表非常长的时候,就会导致函数调用层级很深,从而有可能导致函数调用栈溢出。显示用栈基于循环实现的代码鲁棒性更好。


本文转自 叫我北北 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/qinbin/1919695


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