2.3.2 单链表上的基本运算

单链表上的基本运算包括链表的建立、单链表的插入、单链表的删除、单链表的长度等。带头结点的单链表的运算具体实现如下(以下算法实现文件保存在“LinkList.h”中)。

(1)单链表的初始化操作。

(2)判断单链表是否为空。

(3)按序号查找操作。链表是一种随机存取结构,只能从头指针开始存取元素。因此,要查找单链表中的第i个元素,需要从单链表的头指针h出发,利用结点的next域依次访问链表的结点,并进行比较操作。利用计数器从0开始计数,当计数器为i时,就找到了第i个结点。

(4)按内容查找操作。

(5)定位操作。定位操作是指按内容查找并返回结点的序号的操作。从单链表的头指针出发,依次访问每个结点,并将结点的值与e比较,如果相等,返回该序号表示成功;如果没有值与e相等的元素,返回0表示失败。

(6)插入操作。插入操作就是将元素e插入到链表中指定的位置i,插入成功返回1,否则返回0。

在单链表的第i个位置插入一个新元素e可分为3步进行:

①在链表中找到其直接前驱结点,即第i-1个结点,并由指针pre指向该结点,如图2.13所示。

图2.13 找到第i个结点的直接前驱结点

②动态申请一个新的结点,并由p指向该结点,将值e赋值给p指向结点的数据域,如图2.14所示。

图2.14 p指向生成的新结点

③修改pre和p指向结点的指针域,如图2.15所示。这样就完成了在第i个位置插入结点的操作。

图2.15 在单链表中插入新结点的过程

在单链表中插入新结点分为两个步骤:①将新结点的指针域指向第i个结点,即p->next=pre->next;②将直接前驱结点的指针域指向新结点,即pre->next=p。

注意:插入结点的操作步骤不能反过来,即先执行pre->next=p操作,后执行p->next=pre->next操作是错误的。

(7)删除操作。删除操作就是将单链表中的第i个结点删除,其他结点仍然构成一个单链表。删除成功返回1,否则返回0。

删除单链表中的第i个结点分为以下3个步骤:

①找到第i个结点的直接前驱结点,即第i-1个结点,并将指针pre指向该结点,指针p指向第i个结点,如图2.16所示。

图2.16 找到第i-1个结点和第i个结点

②修改pre和p指向结点的指针域,使p指向的结点与原链表断开,即pre->next=p->next。

③动态释放指针p指向的结点。如图2.17所示。

图2.17 删除第i个结点

注意:在寻找第i-1个结点(被删除结点的前驱结点)时,要保证被删除结点存在,即pre->next->next!=NULL。如果没有该判断条件,且要删除的结点在链表中不存在,就会执行循环后出现p指向NULL指针域,从而造成错误。

(8)求表长。

(9)销毁链表。