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链表的基本操作(C语言)详解

2023-07-10 16:38 作者:解学武  | 我要投稿

学会创建链表之后,本节继续讲解链表的一些基本操作,包括向链表中添加数据、删除链表中的数据、查找和更改链表中的数据。

首先,创建一个带头结点的链表,链表中存储着 {1,2,3,4}:

链表插入元素

同顺序表一样,向链表中增添元素,根据添加位置不同,可分为以下 3 种情况:

  • 插入到链表的头部,作为首元节点;

  • 插入到链表中间的某个位置;

  • 插入到链表的最末端,作为链表中最后一个结点;

对于有头结点的链表,3 种插入元素的实现思想是相同的,具体步骤是:

  1. 将新结点的 next 指针指向插入位置后的结点;

  2. 将插入位置前结点的 next 指针指向插入结点;

例如,在链表 {1,2,3,4} 的基础上分别实现在头部、中间、尾部插入新元素 5,其实现过程如图 1 所示:

图 1 带头结点链表插入元素的 3 种情况


从图中可以看出,虽然新元素的插入位置不同,但实现插入操作的方法是一致的,都是先执行步骤 1 ,再执行步骤 2。实现代码如下:

注意:链表插入元素的操作必须是先步骤 1,再步骤 2;反之,若先执行步骤 2,除非再添加一个指针,作为插入位置后续链表的头指针,否则会导致插入位置后的这部分链表丢失,无法再实现步骤 1。


对于没有头结点的链表,在头部插入结点比较特殊,需要单独实现。

图 2 不带头结点链表插入元素的 3 种情况


和 2)、3) 种情况相比,由于链表没有头结点,在头部插入新结点,此结点之前没有任何结点,实现的步骤如下:

  1. 将新结点的指针指向首元结点;

  2. 将头指针指向新结点。


实现代码如下:

注意当 add==1 成立时,形参指针 p 的值会发生变化,因此需要它的新值作为函数的返回值返回。

链表删除元素

从链表中删除指定数据元素时,实则就是将存有该数据元素的节点从链表中摘除。

对于有头结点的链表来说,无论删除头部(首元结点)、中部、尾部的结点,实现方式都一样,执行以下三步操作:

  1. 找到目标元素所在结点的直接前驱结点;

  2. 将目标结点从链表中摘下来;

  3. 手动释放结点占用的内存空间;

从链表上摘除目标节点,只需找到该节点的直接前驱节点 temp,执行如下操作:

例如,从存有 {1,2,3,4} 的链表中删除存储元素 3 的结点,则此代码的执行效果如图 3 所示:


图 3 带头结点链表删除元素


实现代码如下:

对于不带头结点的链表,需要单独考虑删除首元结点的情况,删除其它结点的方式和图 3 完全相同,如下图所示:

图 4 不带头结点链表删除结点


实现代码如下:

函数返回 1 时,表示删除成功;返回 -1,表示删除失败。注意,该函数的形参 p 为二级指针,调用时需要传递链表头指针的地址。


链表查找元素

在链表中查找指定数据元素,最常用的方法是:从首元结点开始依次遍历所有节点,直至找到存储目标元素的结点。如果遍历至最后一个结点仍未找到,表明链表中没有存储该元素。

因此,链表中查找特定数据元素的 C 语言实现代码为:

注意第 5 行代码,对于有结点的链表,需要先将 p 指针指向首元结点;反之,对于不带头结点的链表,注释掉第 5 行代码即可。


链表更新元素

更新链表中的元素,只需通过遍历找到存储此元素的节点,对节点中的数据域做更改操作即可。

直接给出链表中更新数据元素的 C 语言实现代码:

函数返回 1,表示更改成功;返回数字 -1,表示更改失败。如果是没有头结点的链表,直接删除第 3 行代码即可。


总结

以上内容详细介绍了对链表中数据元素做"增删查改"的实现过程及 C 语言代码,最后给大家一段完整的代码,实现对有头结点链表的“增删查改”:

执行结果为:

初始化链表为:
1 2 3 4
在第 3 的位置上添加元素 6:
1 2 6 3 4
删除元素4:
1 2 6 3
查找元素 2:
元素 2 的位置为:2
更改元素 1 的值为 6:
6 2 6 3

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