c語言鏈表的用法
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這是因爲，在我們使用數組的時候，需要預先設定目標羣體的個數，也即數組容量的大小，然而實時情況下我們目標的個數我們是不確定的，因此我們總是要把數組的容量設置的很大，這樣以來就浪費了很多的空間。另外，數組在進行插入操作和刪除操作的時候，在插入或者刪除制定元素之後，我們往往需要進行循環移位，這增加了我們的線性開銷。 正是由於以上的兩種主要原因，鏈表被設計出來用於一般表的操作。爲了避免上面描述數組的兩種弊端，我們希望鏈表有一下的特點 1 可以靈活的擴展自己的長度。 2 存儲地址不連續，刪除或者插入操作的時候不需要循環移位。 要實現以上兩個特點，我們需既要保證每個節點的獨立性，又要保存相鄰兩個節點的聯繫。 爲此，鏈表一般被設計爲下面的形式。 Node--->Node---->Node 鏈表是由一個一個的節點組成的，可以方便和自由的插入未知個Node，前一個節點中用指針保存着下一個節點的位置，這樣以來便順利的完成了我們對鏈表的兩點期望，但是唯一的缺點是增加了額外的空間消耗。 ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 鏈表的定義： 鏈表的定義一般使用結構體，在看《數據結構與算法分析》這本書的時候發現，書中頻繁的使用typedef的關鍵字，結果真的很棒不僅保持的代碼的整潔程度，也讓我們在下面的編碼過程中少見了很多煩人的指針（當然指針還是一直存在的）。所以這裏也借用了書中的定義方法。 struct Node; typedef struct Node* PtrNode; typedef PtrNode Position; typedef PtrNode List; struct Node{ int Value; PtrNode Next; }; 下面接着書寫一個建立鏈表的函數，輸入每個節點的值，直到這個值是-1的時候函數結束。 在這個裏面，我以前一直搞不明白爲什麼需要定義三個Node *，現在終於瞭解了，最終還是複習了指針的內容明白的，這裏說一下指針實現鏈表對指針的操作很頻繁，需要比較紮實的掌握了指針之後，在來看鏈表會輕鬆很多。在下面的一段程序裏，我分別定義了head/p/tmp這三個指向節點結構體的指針，head的主要作用就像一個傳銷頭目，他會主動聯繫上一個下線p，然後他就什麼也不幹了，p接着去發展一個又一個的下線tmp，結果一串以head爲首的鏈表就出來了。 起先，我總覺得有了head，爲什麼還要p，這是因爲如果直接使用head去指向下一個節點，head的位置也是不斷在移動的，即它永遠處於鏈表的尾端，這樣當我們返回鏈表的時候，其實是空值。所以，我們需要p這個中轉環節。（其實，這種做法在指針中非常普遍，大部分有返回指針類型的函數中，都會首先定義一個指針變量來保存函數的傳入的參數，而不是對參數直接進行操作）。 ? /* 函數功能：創建一個鏈表 函數描述：每次輸入一個新的整數，即把新增加一個節點存放該整數， 當輸入的整數爲-1時，函數結束。 */ List create() { int n=0; Position p,head,tmp; head=NULL; tmp=malloc(sizeof(struct Node)); if(tmp==NULL) { printf("tmp malloc failed!n"); return NULL; } else { p=tmp; printf("please input the first node's message!n"); scanf("%d",&(tmp->Value)); } while(tmp->Value!=-1) { n+=1; if(n==1) { head=p; tmp->Next=NULL; } else { p->Next=tmp; } p=tmp; tmp=malloc(sizeof(struct Node)); printf("please input the %d node!n",n+1); scanf("%d",&(tmp->Value)); } p->Next=NULL; free(tmp); //free函數free掉的只是申請的空間，但是指針還是依然存在的。 tmp=NULL; return head; } 接下來，在寫一個刪除鏈表節點的函數，輸入一個整數然後遍歷鏈表節點，當鏈表節點的值與該整數相等的時候，即把該節點刪除。 在完成這個函數首先一定要把這個過程思考清楚，不可否認我之前是一個上來就敲代碼的人，看了《劍指offer》感覺這種習慣是程序員的大忌，甚至還想寫一篇博客，名字都想好了《程序員的自我修養之思考在前，代碼在後》。其實想想也是，我們寫程序的目的是爲了解決問題，而不是爲了簡單的寫程序，純粹的讓程序跑起來大概只會在上學那會存在吧！真實的程序開發中需要考慮幾乎所有 能想到的實際問題，所以無論程序再下，一要學會先思考清楚，再下筆寫程序。 關於這個函數,我們要想到的是： 1 如果鏈表爲空，我們該怎麼做，當然是直接返回。 2 如果要刪除的元素爲頭節點該怎麼辦？ 3 如果要刪除的元素爲尾節點該怎麼辦？ 當注意到以上三個部分，我們的程序就可能避免掉了輸入鏈表爲空，程序直接崩潰的現象，也可以避免刪除元素值爲頭節點時刪不掉的尷尬。我們的程序就有了一定的魯棒性。 下面着重考慮鏈表的刪除的實現： list： ???? Node_a->Node_b->Node_c->Node_d; ?????????????? list ?????? tmp???????? p ? ?? -------> ?????? ? ? ? tmp->Next=p->Next; ? ? list:?????? Node_a->Node_b----------->Node_d ????????????????????????????????????? free(p) 假設我們要刪除的節點爲上圖的Node_c;假設我們能夠找到Node_c的前一個位置tmp和被刪除節點位置p的話;這個時候我們只需要執行tmp->Next=p->Next即可。 只要完成上面的分析以及考慮到各種情況，我們完成下面的代碼就水到渠成了。 /* 函數功能：刪除鏈表中指定值的節點（如果存在多個，只刪除第一個） 本例中輸入一個整數，刪除鏈表節點值爲這個整數的節點。 */ List DeleteNode(List list) { Position p,tmp; int value; if(list==NULL) { printf("The list is null,function return!n"); return NULL; } else { printf("please input the delete Node's value:n"); scanf("%d",&value); } p=list; if(p->Value==value) { list=p->Next; free(p); p=NULL; return list; } while(p!=NULL&&p->Value!=value) { tmp=p; p=p->Next; } if(p->Value==value) { if(p->Next!=NULL){ tmp->Next=p->Next; } else { tmp->Next=NULL; } free(p); p=NULL; } return list; } ?關於鏈表的使用場景分析: 鏈表在程序開發中用到的頻率還是非常高的，所以在高級語言中往往會對鏈表進行一些實現，比如STL中list以及Java中也有類似的東西。在目前的服務器端開發，主要運用鏈表來接收一些從數據中取出來的數據進行處理。 即使你不知道鏈表的底層實現，仍然可以成功的運用STL裏面的現成的東西。但是作爲一個學習者，我覺得會使用和從底層掌握仍然是兩個不同的概念，linux之父說：“talk is less，show you code”。 以下的程序，用鏈表模擬了一個電話通訊錄的功能，包括添加聯繫人，查找聯繫人，以及刪除聯繫人。 PS：關於魯棒性，程序中最大的危險是使用了gets這個函數，目前先保留使用gets，等待找到工作之後在做進一步的程序完善。（尼瑪，讀書去。。。應屆生，找個工作他媽咋這麼難呢！?? 工作經驗，工作經驗，艹，那個大牛一出校門就什麼都會。） ? /************************************************************************** Programe: This is a phone list write by list The programe is just prictise for list Author: heat nan Data:2015/07/27 **************************************************************************/ #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #define N 25 #define M 15 struct node; typedef struct node* p_node; typedef p_node List; typedef p_node Position; typedef struct node** PList; struct node{ char name[N]; char number[M]; Position next; }; int JudgeNameExist(List list,char* name); void AddPerson(PList list); void PrintList(List list); List FindPerson(List list); List FindPersonByName(List list,char* name); int AddPersonByName(PList list,List node); int DeletePersonByName(PList list,char* name); void DeletePerson(PList list); int main() { List list=NULL; Position p; char cmd[100]; while(1) { printf(" MAIN n"); printf(" ******* 1 add a person *******n"); printf(" ******* 2 show the phone list *******n"); printf(" ******* 3 find from phone list *******n"); printf(" ******* 4 delete from phone list *******nnn"); printf("Please input the cmd number:n"); gets(cmd); switch(cmd[0]) { case '1': AddPerson(&list); break; case '2': PrintList(list); break; case '3': FindPerson(list); break; case '4': DeletePerson(&list); break; default: printf("wrong cmd!n"); break; } } return 0; } /* Function:判斷要添加的聯繫人名稱是否已經存在於電話簿中. Input: List 電話列表,name 要添加的聯繫人的姓名. Return: 已經存在返回1,不存在返回0. */ int JudgeNameExist(List list,char* name) { if(FindPersonByName(list,name)!=NULL) return 1; else return 0; } /* Function:根據輸入的姓名查找聯繫人的信息節點 Input: 要輸入的電話列表list,姓名name Return: 返回查找到的節點 */ List FindPersonByName(List list,char* name) { while(list!=NULL) { if(strcmp(list->name,name)==0) break; list=list->next; } return list; } /* Function:根據姓名添加新的聯繫人到聯繫人列表 Input: 指向聯繫人列表地址的指針， 新用戶節點 Return: 添加成功返回1，添加失敗返回0 */ int AddPersonByName(PList list,List node) { if(node==NULL) { printf("the node is NULL!n"); return 0; } if(*list==NULL) { *list=node; return 1; } List pHead=*list; while(pHead->next!=NULL) pHead=pHead->next; pHead->next=node; return 1; } void AddPerson(PList list) { Position tmp; Position p_head; tmp=(struct node*)malloc(sizeof(struct node)); char name[N]; char number[M]; if(tmp==NULL) { printf("malloc the tmp node failed in function add person!n"); } else { printf("please input the name:n"); gets(name); printf("please input the number:n"); gets(number); strcpy(tmp->name,name); strcpy(tmp->number,number); tmp->next=NULL; } if(JudgeNameExist(*list,name)==1) { free(tmp); printf("the name have already exist!n"); return; } AddPersonByName(list,tmp); } /* Function: 打印聯繫人列表 Input： 聯繫人列表 */ void PrintList(List list) { Position show; show=list; if(show==NULL) { return ; } printf("Now,we print the phone list:n"); while(show!=NULL) { printf("Name:%s Number:%sn",show->name,show->number); show=show->next; } } List FindPerson(List list) { char name[N]; Position pHead=list; printf("please input the name you will find:n"); gets(name); Position node=FindPersonByName(list,name); if(node!=NULL) printf("find success! name-> %s number-> %sn",node->name,node->number); else printf("find failed!n"); return node; } /* Function:根據姓名刪除聯繫人 Input： 指向聯繫人地址的指針，聯繫人姓名 Output： 刪除成功返回1，失敗返回0 */ int DeletePersonByName(PList list,char* name) { if(*list==NULL||name==NULL) return 0; List pHead=*list; if(strcmp(pHead->name,name)==0) { *list=pHead->next; free(pHead); pHead->next==NULL; return 0; } List tmp=pHead->next; while(tmp!=NULL) { if(strcmp(tmp->name,name)==0) { pHead->next=tmp->next; free(tmp); tmp->next=NULL; return 1; } pHead=tmp; tmp=tmp->next; } return 0; } void DeletePerson(PList list) { List pHead=*list; if(pHead==NULL) { printf("there is no person you can deletn"); return ; } char name[N]; printf("please input the name:n"); gets(name); DeletePersonByName(list,name); }
