数据结构界的幻神(First)----链表

一.链表的概念

��表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的结构类似于一条链子，因此得名。

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相比于传统的数组，链表具有以下特点：

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1. 动态增长：

链表的节点可以在运行时动态地添加或删除，而不需要像数组那样预先分配固定的内存空间。

2. 高效插入和删除：

在链表中插入或删除节点只需要修改相邻节点的指针，不需要像数组那样进行大量的数据移动。

3. 不支持随机访问：

由于链表中的节点是通过指针链接起来的，所以无法像数组那样通过索引直接访问特定位置的元素。

 

根据指针的方向，链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表等。其中，单向链表的指针只指向后一个节点，而双向链表的节点同时包含指向前一个和后一个节点的指针。循环链表则将最后一个节点的指针指向第一个节点，形成一个环状结构。

 

链表在很多编程场景中都有广泛应用，比如实现链表数据结构、哈希表、栈和队列等。它的灵活性和高效性使其在处理动态数据和需要频繁插入、删除操作的情况下具有优势。

二.链表中的常见问题

在链表中进行插入和删除操作时，有几个关键问题需要注意
1. 指针的正确更新：在插入和删除节点时，需要确保相关节点的指针正确地更新，以维护链表的完整性。特别是在双向链表中，需要同时更新前向和后向指针。
2. 空指针的处理：如果要删除链表中的最后一个节点，需要特别注意处理空指针，以避免后续操作出现错误。
3. 检查边界条件：在进行插入和删除操作之前，需要检查相关的边界条件，例如链表是否为空、要插入或删除的位置是否合法等。
4. 内存管理：在动态分配和释放节点内存时，需要注意内存泄漏和内存重复释放等问题，确保正确地管理内存资源。
5. 考虑特殊情况：例如，在插入节点时，如果要插入的位置是链表的头部，可能需要特殊处理。
6. 代码的可读性和可维护性：编写清晰、简洁的代码，并添加必要的注释，以提高代码的可读性和可维护性。

三.链表的优势

链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的结构类似于一条链子，因此得名。

 

相比于传统的数组，链表具有以下特点：

 
1. 动态增长：链表的节点可以在运行时动态地添加或删除，而不需要像数组那样预先分配固定的内存空间。
2. 高效插入和删除：在链表中插入或删除节点只需要修改相邻节点的指针，不需要像数组那样进行大量的数据移动。
3. 不支持随机访问：由于链表中的节点是通过指针链接起来的，所以无法像数组那样通过索引直接访问特定位置的元素。

 

根据指针的方向，链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表等。其中，单向链表的指针只指向后一个节点，而双向链表的节点同时包含指向前一个和后一个节点的指针。循环链表则将最后一个节点的指针指向第一个节点，形成一个环状结构。

 

链表在很多编程场景中都有广泛应用，比如实现链表数据结构、哈希表、栈和队列等。它的灵活性和高效性使其在处理动态数据和需要频繁插入、删除操作的情况下具有优势。

四.手撕链表

typedef struct ListNode{Stu student;struct ListNode* next;}ListNode;//创建头节点ListNode* createHead(){ListNode* Head = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if (Head == NULL)return NULL;Head->next = NULL;return Head;}//创建节点ListNode* createNode(Stu student){ListNode* pcur = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));if (pcur == NULL)return NULL;pcur->student = student;pcur->next = NULL;return pcur;}//插入节点void insertNode(ListNode* head, Stu student){ListNode* pcur = createNode(student);pcur->next = head->next;head->next = pcur;}//删除节点void deleteNode(ListNode* head, char* num, FILE* pf){ListNode* prev = head;ListNode* pcur = head->next;while (pcur && strcmp(pcur->student.num, num)){if (!strcmp(pcur->student.num, num)){prev->next = pcur->next;free(pcur);return;}prev = prev->next;pcur = pcur->next;}if (!pcur){printf("数据不存在,删除失败\n");}else{prev->next = pcur->next;free(pcur);}}//打印链表void printList(ListNode* head){ListNode* pcur = head->next;printf("编号\t姓名\t成绩\n");while (pcur){printf("%s\t%s\t%d\n", pcur->student.num, pcur->student.name, pcur->student.grade);pcur = pcur->next;}}//查找节点void seekNode(ListNode* head, char* num){ListNode* pcur = head->next;while (pcur && strcmp(pcur->student.num, num)){pcur = pcur->next;}if (pcur == NULL)printf("数据不存在\n");else{printf("编号姓名成绩\n");printf("%s\t%s\t%d\n", pcur->student.num, pcur->student.name, pcur->student.grade);}}//修改节点void modifyNode(ListNode* head, char* num, Stu student){ListNode* pcur = head->next;while (pcur && strcmp(pcur->student.num, num)){pcur = pcur->next;}if (pcur == NULL)printf("要修改的数据不存在\n");else{pcur->student = student;}}