给同学们的C语言课程设计练习作业一下难了不止一个档次,很多小伙伴第一次接触到了C语言的框架开发,了解了View(界面层)、Service(业务逻辑层)、Persistence(持久化层)的分离和耦合,一种面向过程的MVC的感觉。
而这一切的基础就在于对链表的创建、删除、输出、写入文件、从文件读出......
一、链表结构和静态/动态链表
二、单链表的建立与遍历
三、单链表的插入与删除
四、双向链表的概念
五、双向链表的建立与遍历
六、双向链表的元素查找
七、循环链表的概念
八、合并两个链表的实例
九、链表实战
拓展思维、拉到最后去看看 (•̀ᴗ•́)و ̑̑
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一、链表结构和静态/动态链表
链表是一种常见的数据结构——与数组不同的是:
1.数组首先需要在定义时声明数组大小,如果像这个数组中加入的元素个数超过了数组的长度时,便不能正确保存所有内容;链表可以根据大小需要进行拓展。
2.其次数组是同一数据类型的元素集合,在内存中是按一定顺序连续排列存放的;链表常用malloc等函数动态随机分配空间,用指针相连。
链表结构示意图如下所示:
在链表中,每一个元素包含两个部分;数据部分和指针部分。数据部分用来存放元素所包含的数据,指针部分用来指向下一个元素。最后一个元素的指针指向NULL,表示指向的地址为空。整体用结构体来定义,指针部分定义为指向本结构体类型的指针类型。
静态链表需要数组来实现,即把线性表的元素存放在数组中。数组单元存放链表结点,结点的链域指向下一个元素的位置,即下一个元素所在数组单元的下标。这些元素可能在物理上是连续存放的,也有可能是不连续的,它们之间通过逻辑关系来连接——这就要涉及到数组长度定义的问题,实现无法预知定义多大的数组,动态链表随即出现。
动态链表指在程序执行过程中从无到有地建立起一个链表,即一个一个地开辟结点和输入各结点的数据,并建立起前后相连的关系。
二、单链表的建立与遍历
单链表中,每个结点只有一个指针,所有结点都是单线联系,除了末为结点指针为空外,每个结点的指针都指向下一个结点,一环一环形成一条线性链。
链表的创建过程:
接下来在源码中建立并遍历输出一个单链表。
三、单链表的插入与删除
在本实例中,插入时根据传递来的学号,插入到其后。
删除时根据其所在链表的位置,删除并释放该空间。
主函数增加如下:
插入函数:
删除函数:
四、双向链表的概念
双向链表基于单链表。单链表是单向的,有一个头结点,一个尾结点,要访问任何结点,都必须知道头结点,不能逆着进行。而双链表添加了一个指针域,通过两个指针域,分别指向结点的前结点和后结点。这样的话,可以通过双链表的任何结点,访问到它的前结点和后结点。
在双向链表中,结点除含有数据域外,还有两个链域,一个存储直接后继结点的地址,一般称为右链域;一个存储直接前驱结点地址,一般称之为左链域。
双向链表结构示意图:
五、双向链表的建立与遍历
双向链表的源码实战和单链表类似,只是多了第二个指针域的控制,这里直接贴上没有注释的源代码。
六、双向链表的元素查找
查找函数 STUD *search(STUD *,char *);
七、循环链表的概念
类似于单链表,循环链表也是一种链式的存储结构,由单链表演化而来。
单链表的最后一个结点的指针指向NULL,而循环链表的最后一个结点的指针指向链表头结点。
这样头尾相连,形成了一个环形的数据链。
循环链表的建立不需要专门的头结点。
判断循环链表是否为尾结点时,只需判断该节点的指针域是否指向链表头节点。
八、合并两个链表的实例
建立两个带头节点的学生链表,每个节点包含学号、姓名和成绩,链表都按学号升序排列,将它们合并为一个链表仍按学号升序排列。
算法分析:
合并链表用merge()函数实现。函数中定义3个工作指针a、b、c,其中a、b分别指向La链表、Lb链表的当前结点,C指向合并后的链表尾结点。合并后链表的头结点共用La链表的头结点。
①合并前,先让a和b分别指向两个链表的第一个结点,c指向La链表的头结点。
②合并时应该分3种情况讨论,即La和Lb都没有处理完;La没处理完,但Lb处理完毕;Lb没处理完,但La处理完毕。
③合并过程中应始终将La和Lb链表中较小的一个链接在Lc中,方能保持有序。
九、实战
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既然双向链表可以多出一个指针域用来指向前一个结点,用llink和rlink区分这两个指针域;
那么有没有可能再多几个指针域来放ulink和dlink呢(指向上面的结点和指向下面的结点)?
这样就构成了形象的二维链表而不是一维链表了。
当然,在物理内存上这些链表依然是线性关系。
理论可以实现,那么三维链表呢?
建议你们学数据结构的时候再拓展。
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